XRF（X射线荧光）指南

在X射线荧光（XRF）光谱中，使用具有材料的X射线的相互作用来确定其元素组合物。它可用于分析固体，液体和粉末，并且通常是非破坏性的。有两种主要的XRF方法 - 能量分散（EDXRF）和波长分散（WDXRF）。它们各自具有优缺点，主要在检测和分析荧光X射线的方式中不同。

通常，EDXRF可以测量钠到铀和WDXRF的所有元素，在某些情况下以100％降至ppm甚至亚ppm水平的浓度。检测限依赖于元素和样品，但较重的元素通常具有更好的检测限。

XRF广泛用作冶金，取证，聚合物，电子，考古，环境分析，地质和采矿等应用中的快速表征工具。X射线技术的最新进展导致了具有高空间分辨率的XRF仪器。

X射线

X射线是电磁频谱的一部分，并且它们的能量位于那些紫外线和γ射线与0.01和10纳米（125千电子伏到0.125千电子伏）之间的波长之间。

X射线的性质首先由威廉·伦琴报道在1895年，而他在这方面的工作后他获得了诺贝尔奖，在不同的语言后，他仍然被命名的技术。

X射线广泛用于医学成像，安全筛选和许多元素和结构分析技术。

X射线与物质的相互作用

Röntgen的研究表明，X射线可能会渗透物质，并迅速实现其在医学成像中的有用性。然而，在与物质的相互作用期间，X射线的某些部分也被吸收或散布。

当发生吸收，X射线的原子水平的相互作用也可导致荧光，其形成用于XRF光谱的基础。散射可以具有或不具有能量损失分别发生，被称为康普顿或瑞利散射。所有这些相互作用依赖于样品厚度，密度，组成和X射线的能量。

X射线荧光 - 基本过程

可以使用3步过程考虑X射线荧光：

1. 进入的X射线从一个轨道敲出电子，围绕材料的原子内的核。
2. 由于形成孔，这导致高能不稳定状态。
3. 对于原子返回均衡，从较高能量外轨道的电子落入孔中。由于该位置具有较低的能量，因此过量的能量以荧光的形式发射。

排出和更换电子之间的能量的差异是元件的特征。因此，发射的荧光X射线的能量与特定元素直接相关。这使得XRF成为用于确定元素组成的快速工具。

一般地，所发射的X射线对元件的能量是独立于其化学组成。例如，从得到的CaCO钙峰_3.，cao和cacl₂将适用于所有的三种材料相同的光谱位置。亚博网站下载

X射线荧光 - 多次过渡

由于大多数原子具有许多电子轨道（例如，K-，L-，M壳），因此可以进行几种荧光转变。

例如，具有K，L和M壳体的X射线与原子的相互作用可能导致k壳体中形成的孔，然后由来自L壳体或M壳体的电子填充。这称为k转换。如果在L壳体中形成孔并且由来自M壳体的电子填充，则称为L转换。

因此，对于一个元素，将有几个峰值。所有人都将存在于不同强度的光谱中，它们在一起形成元素的“指纹”。

X射线荧光 - 强度

材料吸收多少取决于X射线的能量，并且通常通过材料更容易地吸收低能量X​​射线。

敲除从轨道中的一个的电子，X射线能量必须大于使电子的。然而，当X射线能量是过高，X射线和电子之间的耦合是低效的，并且只有少数电子将被排出。

当X射线的能量是类似于结合能，更多的电子被排出。正下方的结合能，在吸收的下降，观察到，由于能量是不足以从壳发射电子，并且太高从下能量弹发射电子。

此外，并非所有X射线都不会导致荧光。荧光产率是荧光X射线与入射X射线的比率。

XRF光谱仪

一个典型的XRF的关键组件是：

1. 用于照射样品的X射线的来源
2. 样本
3. 检测发射的荧光X射线

将得到的XRF光谱显示的X射线的强度（通常以每秒计数）为能量的函数（通常以电子伏特）。

能量分散XRF.

能量分散型检测系统直接测量从样品发射的X射线的能量。该XRF光谱由计数产生，并在每个能量绘制的X射线的相对数量。

能量分散型（ED）检测器（如HORIBA Xerophy™）的原理是基于在半导体材料（通常是硅）的电子 - 空穴对的产生。入射X射线的能量的EX，由检测器所吸收，并且将指使一个或多个电子 - 空穴对的形成。能量，E^EHP要做到这一点是固定的特定材料。的X射线将形成尽可能多的电子 - 空穴对作为其能量将允许：电子 - 空穴对数= E^X/ E.^EHP

一旦发生这种情况，电子被拉断检测器，以及产生的电流是成比例的电子 - 空穴对的数量，这是直接连接到的X射线能量。

该分析程序以非常高的速率重复，结果被组织成能量通道。

波长分散XRF.

在该系统中，X射线衍射到晶体，其衍射并根据其波长物理地将X射线分离。

在顺序系统中，检测器是静止的，并且晶体旋转以允许检测不同的波长，然后用XRF光谱构建点。在同时系统中，使用若干晶体/探测器，因此可以同时检测到一系列元件。

ED和WDXRF之间的主要区别是在实现光谱分辨率。WDXRF系统可以提供分辨率5至20伏特之间，而EDXRF系统300伏特或150之间提供更多的分辨率，这取决于所使用的各种检测器的。

较高分辨率WDXRF的优点是降低光谱重叠，因此可以更精确地表征多方录的样品，并且高效背景下降，导致更好的检测限和灵敏度。

然而，WDXRF具有引起效率降低附加的光学部件（例如，衍射晶体和准直器）。高功率X射线弥补这一点，但可以对成本有很大的影响和易用性。随着额外的光学元件，波长色散X荧光变得相对昂贵的仪器。

另一个差异是如何获取光谱。利用诸如XGT系统之一之一的EDXRF系统，几乎同时获取整个频谱，从而可以在几秒钟内检测来自大多数周期表的元素。使用WDXRF，频谱是获取的点点，需要长时间，或者具有有限数量的同时检测器（昂贵的选项）。

微XRF.

XRF.传统上是批量技术，分析区域的范围从几毫米到几厘米。不均匀的样品被研磨并用颗粒制成或与玻璃基质融合，制成长的样品制备时间并需要大量的材料。

X射线光学器件的进步导致窄光束X射线范围为1mm至10μm。这允许离散地分析单个微观粒子，并且可以通过高空间分辨率构建详细的yabo214元素图像。

通常，XGT系列的微XRF系统基于能量分散检测，因为产生具有数千个单独像素的详细图像需要快速获取每个像素位置的光谱。使用WDXRF光谱仪参与扫描的时间对于成像微XRF样品不可行。

Micro-XRF在各种各样的领域中变得流行，如材料，地质和矿物学，发动机磨损碎片，宝石学，考古学，电子，环境科学，药学，生物学和医亚博网站下载学。亚博老虎机网登录

此信息已采购，从Horiba Scientific提供的材料审核和调整。亚博网站下载

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