物质成分光谱分析X射线荧光光谱分析
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2020/10/25
对于X射线荧光光谱分析者来说，最感兴趣的是： 波长在0.01—24nm之间的X射线。
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X射线荧光分析原理
当样品中元素的原子受到高能X射线照射时, 即发射出具有一定特征的X射线谱, 特征谱线的波 长只与元素的原子序数(Z)有关, 而与激发X射线 的能量无关.谱线的强度和元素含量的多少有关, 所以测定谱线的波长, 就可知道试样中包含什么 元素, 测定谱线的强度, 就可知道该元素的含量 。
2020/10/25
X射线荧光光谱分析法的特点 1) 优点： ① 由于仪器稳定，分析速度快，自动化程度高。用 单道X射线荧光光谱仪测定样品中的一个元素只需要5～ 20秒。用多道光谱仪，能在20至100秒内测定完样品中全 部的待测元素（能同时分析多达48种元素）。 ② X射线荧光光谱分析与元素的化学结合状态无关 。晶体或非晶体的块状固体、粉末及封闭在容器内的液 体或气体均可直接测定。-
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环境生物医药 • 大气颗粒物样品中主量和痕量元素的测定 • 贫血患者头发与末稍血中铁
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材料及生产流程分析 • 铝硅质耐火材料中MgNaFeMnTiSiCaKPAl等元素分析 • 铝硅酸铅铋玻璃中Al、Bi、Cd、Mg、Na、Nb、Ni、 Pb、W和Si的氧化物分析
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地质和矿产 • 阿西金矿床流体成矿的元素地球化学界面及X荧光测 量识别 • 地质物料中30多个主次痕量元素快速测定
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考古和首饰
• 古青铜钱币中铅铜锡的测定 • 珍贵邮票的快速鉴定 • 银首饰Ag的分析
能有效地用于测定膜的厚度(10层)和组成（几十种 元素）。
⑨ 能在250μm或3mm范围内进行定位分析，面扫描 成像分析；具有在低倍率定性、定量分析（带标样）物 质成分。
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2)缺点：
① 由于X射线荧光光谱分析是一种相对的比 较分析，定量分析需要标样对比，而且标样的组 分与被测样的组分要差不多。
物质成分的光谱分析
X-射线荧光光谱分析
2020/10/25
X射线学
X射线透视学 X射线衍射学 X射线光谱学
X射线荧光光谱分析
2020/10/25
• 1929 年施赖伯(Schreiber) 首次应用X射线荧光光 谱分析 • 1948 年制造了第一台用X光管的商品型X射线荧 光谱仪
目前X射线荧光光谱分析已经成为高效率的现 代化元素分析技术；被定为国标标准(ISO)分析方 法之一
② 原子序数低的元素，其检出限及测定误差 一般都比原子序数高的元素差；对于超轻元素(H 、Li 、Be)，目前还不能直接进行分析。
③ 检测限不够低，>1 µg.g-1
④ 仪器相对成本高，普及率低。
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• XRF新技术的发展如： 1. 新型探测器： Si－PIN和硅漂移探测器、电耦
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• 日本T Hirari ,分析具有硅酸铪沉积物的硅晶片上的痕量金属; • 美国B Me2 ridith , 鉴定硅锗薄膜的厚度及其化学组成;
• 巴西R C Barroso , 研究人骨(健康者与患病者)中元素组成的 变动; • 巴西 D Braz ,受照射伤害后人类全血、血浆以及形成成分中 基本痕量元素的研究。
⑤ 分析精度高。分析精度0.04％ ～2％。
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⑥ X射线光谱比其他发射光谱简单，易于解析，尤 其是定性分析。
⑦ 制样简单，试样形式多样化，块状、粉末、糊状 、液体都可以，气体密封在容器内也可分析。
⑧ X射线荧光分析也能表面分析，测定部位是0.1mm 深以上的表面层，可以用于表面层状态、镀层、薄膜成 分或膜厚的测定。
这其中主要涉及到X射线与物质的相互作用，既X射
线、吸202收0/10/2和5 散射三种现象。
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Hale Waihona Puke Baidu
第一节 X射线的物理性质
6.1.1 X射线与X射线光谱 1) X射线： 1895年德国物理学家伦琴（W.C.Roentgen） 研究阴极射线管时，发现管的阴极能放出一种有穿透力的 ，肉眼看不见的射线；由于它的本质在当时是一个"未知 数"，所以取名X射线。 X射线和可见光一样属于电磁辐射，但其波长比可见 光短得多，在10-3 ～50 nm。 通常能量范围在0.1～100kev的光子。
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③ X射线荧光光谱分析是一种物理分析方法。 分析元素种类为元素周期表中5B～92U，分析的浓 度范围为10-6～100%； 一般检出限达1µg.g-1 , 全反射X射线荧光光（TXRF ）谱的监测限可达 10-3 ～ 10-6 µg.g-1 。 ④ 非破坏分析、测量的重现性好。
合阵列探测器（CCD）、及四叶花瓣型（低能量Ge） 探测器。
2. 聚束毛细管新光源的应用： 它可更好的提供 无损、原位、微区分析数据和多维信息；同步辐射光源 的应用。
3. 仪器的小型化： 全反射型，多晶高分辨型
• XRF分析在更多的领域得到应用 1.在生物、生命及环境领域 2.在材料及毒性物品监测、检测中的应用
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国外：
• 德国U Ehrke , 评估旋压成形的晶片的沾污情况 • 意大利L Bonnizzoni ,以粉末悬浮液的全反射X射线荧光谱分析 为基础、鉴定古代陶瓷 • 匈牙利 A Auita ,应用同步辐射－全反射X射线荧光谱技术、分析 与航空港有关的气溶胶中的痕量元素 • 巴西S Moreira , 研究树木物种作为环境污染的生物指示剂 • 德国M Mages ,斑马鱼(一种有似斑马条纹的胎生观赏鱼)的鱼蛋 受 V、Zn与Cd污
对于X射线荧光光谱分析者来说，最感兴趣的是： 波长在0.01—24nm之间的X射线。
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X射线荧光分析原理
当样品中元素的原子受到高能X射线照射时, 即发射出具有一定特征的X射线谱, 特征谱线的波 长只与元素的原子序数(Z)有关, 而与激发X射线 的能量无关.谱线的强度和元素含量的多少有关, 所以测定谱线的波长, 就可知道试样中包含什么 元素, 测定谱线的强度, 就可知道该元素的含量 。
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X射线荧光光谱分析法的特点 1) 优点： ① 由于仪器稳定，分析速度快，自动化程度高。用 单道X射线荧光光谱仪测定样品中的一个元素只需要5～ 20秒。用多道光谱仪，能在20至100秒内测定完样品中全 部的待测元素（能同时分析多达48种元素）。 ② X射线荧光光谱分析与元素的化学结合状态无关 。晶体或非晶体的块状固体、粉末及封闭在容器内的液 体或气体均可直接测定。-
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环境生物医药 • 大气颗粒物样品中主量和痕量元素的测定 • 贫血患者头发与末稍血中铁
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材料及生产流程分析 • 铝硅质耐火材料中MgNaFeMnTiSiCaKPAl等元素分析 • 铝硅酸铅铋玻璃中Al、Bi、Cd、Mg、Na、Nb、Ni、 Pb、W和Si的氧化物分析
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地质和矿产 • 阿西金矿床流体成矿的元素地球化学界面及X荧光测 量识别 • 地质物料中30多个主次痕量元素快速测定
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考古和首饰
• 古青铜钱币中铅铜锡的测定 • 珍贵邮票的快速鉴定 • 银首饰Ag的分析
能有效地用于测定膜的厚度(10层)和组成（几十种 元素）。
⑨ 能在250μm或3mm范围内进行定位分析，面扫描 成像分析；具有在低倍率定性、定量分析（带标样）物 质成分。
202200/2100/1/02/255
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2)缺点：
① 由于X射线荧光光谱分析是一种相对的比 较分析，定量分析需要标样对比，而且标样的组 分与被测样的组分要差不多。
物质成分的光谱分析
X-射线荧光光谱分析
2020/10/25
X射线学
X射线透视学 X射线衍射学 X射线光谱学
X射线荧光光谱分析
2020/10/25
• 1929 年施赖伯(Schreiber) 首次应用X射线荧光光 谱分析 • 1948 年制造了第一台用X光管的商品型X射线荧 光谱仪
目前X射线荧光光谱分析已经成为高效率的现 代化元素分析技术；被定为国标标准(ISO)分析方 法之一
② 原子序数低的元素，其检出限及测定误差 一般都比原子序数高的元素差；对于超轻元素(H 、Li 、Be)，目前还不能直接进行分析。
③ 检测限不够低，>1 µg.g-1
④ 仪器相对成本高，普及率低。
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• XRF新技术的发展如： 1. 新型探测器： Si－PIN和硅漂移探测器、电耦
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• 日本T Hirari ,分析具有硅酸铪沉积物的硅晶片上的痕量金属; • 美国B Me2 ridith , 鉴定硅锗薄膜的厚度及其化学组成;
• 巴西R C Barroso , 研究人骨(健康者与患病者)中元素组成的 变动; • 巴西 D Braz ,受照射伤害后人类全血、血浆以及形成成分中 基本痕量元素的研究。
⑤ 分析精度高。分析精度0.04％ ～2％。
202200/2100/1/02/255
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⑥ X射线光谱比其他发射光谱简单，易于解析，尤 其是定性分析。
⑦ 制样简单，试样形式多样化，块状、粉末、糊状 、液体都可以，气体密封在容器内也可分析。
⑧ X射线荧光分析也能表面分析，测定部位是0.1mm 深以上的表面层，可以用于表面层状态、镀层、薄膜成 分或膜厚的测定。
这其中主要涉及到X射线与物质的相互作用，既X射
线、吸202收0/10/2和5 散射三种现象。
15
Hale Waihona Puke Baidu
第一节 X射线的物理性质
6.1.1 X射线与X射线光谱 1) X射线： 1895年德国物理学家伦琴（W.C.Roentgen） 研究阴极射线管时，发现管的阴极能放出一种有穿透力的 ，肉眼看不见的射线；由于它的本质在当时是一个"未知 数"，所以取名X射线。 X射线和可见光一样属于电磁辐射，但其波长比可见 光短得多，在10-3 ～50 nm。 通常能量范围在0.1～100kev的光子。
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③ X射线荧光光谱分析是一种物理分析方法。 分析元素种类为元素周期表中5B～92U，分析的浓 度范围为10-6～100%； 一般检出限达1µg.g-1 , 全反射X射线荧光光（TXRF ）谱的监测限可达 10-3 ～ 10-6 µg.g-1 。 ④ 非破坏分析、测量的重现性好。
合阵列探测器（CCD）、及四叶花瓣型（低能量Ge） 探测器。
2. 聚束毛细管新光源的应用： 它可更好的提供 无损、原位、微区分析数据和多维信息；同步辐射光源 的应用。
3. 仪器的小型化： 全反射型，多晶高分辨型
• XRF分析在更多的领域得到应用 1.在生物、生命及环境领域 2.在材料及毒性物品监测、检测中的应用
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国外：
• 德国U Ehrke , 评估旋压成形的晶片的沾污情况 • 意大利L Bonnizzoni ,以粉末悬浮液的全反射X射线荧光谱分析 为基础、鉴定古代陶瓷 • 匈牙利 A Auita ,应用同步辐射－全反射X射线荧光谱技术、分析 与航空港有关的气溶胶中的痕量元素 • 巴西S Moreira , 研究树木物种作为环境污染的生物指示剂 • 德国M Mages ,斑马鱼(一种有似斑马条纹的胎生观赏鱼)的鱼蛋 受 V、Zn与Cd污