X射线荧光光谱分析XRF_PPT课件

K
L
M
0
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Atomic Number
2021/3/5
荧光产额
• 各谱线的荧光产额K、L、M、N系列的顺序递 减。因此原子序数小于55的元素通常用K系谱 线作分析线，原子序数大于55的元素，考虑到 激发条件，连续X射线和分辨率等因素，一般 选用L系作分析线。
在停机状态时使用，保护光管免受粉尘污染，还可避免检 1000um Pb 测器的消耗。
2021/3/5
（3）样品杯 (Sample cup)
I = K / R2
照射在单位面积试样上X射线的强度（I）与离开X 光管焦斑距离（R）的平方成反比。因此放置样品杯时 位置的重现性相当重要。
2021/3/5
（4）准直器 (Collimators)
2021/3/5
荧光产额
Auger Yield Fluorenscence Yield
• 俄歇效应与X射线荧光发射是两种相互竞争的
过程。对于原子序数小于11的元素，俄歇电子
的几率高。
但随着原子序数
KLL
1
LMM
MNN 1
的增加，发射X 射线荧光的几率
逐渐增加。重元
素主要以发射X 射线荧光为主。
Rh靶的最高电压60kV，最大电流125mA，最大功率 2.4kw，kV与mA之间的调节会由软件自动完成。测量时， 对于短波长元素使用高压低电流，对长波长元素使用低压 。 高电流。
Rh靶的窗口由75um厚的铍（Be）制成，这有利于Rh的L 系特征线的传播，对低原子数元素的特征线激发很重要。
2021/3/5
• 波长色散型（WDXRF）：指使用晶体分光的波长 色散型光谱仪，效率较低，一般采用大功率光管 激发。 用于高精度高灵敏度定量分析。
• 能量色散型（EDXRF）：以带有半导体探测器和 多道脉冲高度分析器为特征的X射线荧光光谱仪， 探测效率高，一般采用放射源或小功率光管激发 （几瓦到几十瓦）。用于执行快速定性分析和低 水平定量分析。
2021/3/5
（2）荧光分析原理
每一种元素都有其特定波长（或能量）的特征 X射线。通过测定试样中特征X射线的波长（或能 量），便可确定试样中存在何种元素，即为X射线 荧光光谱定性分析。
元素特征X射线的强度与该元素在试样中的原 子数量（即含量）成比例。因此，通过测量试样中 某元素特征X射线的强度，采用适当的方法进行校 准与校正，便可求出该元素在试样中的百分含量， 即为X射线荧光光谱定量分析。
（2）滤波片 （Tube Filters)
❖位置：位于X光管与样品之间。 ❖ 作用：利用金属滤波片的吸收特性减少靶物质的特 征X射线、杂质线和背景对分析谱线的干扰，降低很 强谱线的强度。
仪器配有4块滤波片
200um Al 测定能量范围在6-10keV内的谱线，降低背景和检测限。 750um Al 测定能量范围在10-20keV内的谱线，降低背景和检测限。 300um Cu 削弱Rh的K系线，用于能量在20keV以上的谱线测定。
本章主要内容
• 1．X射线荧光谱分析（XRF） • 2. 电子探针（EPMA） • 3．原子吸收光谱分析（AAS） • 4．等离子发射光谱（ICP）
2ຫໍສະໝຸດ Baidu21/3/5
引言
• 化学成分分析的方法主要有化学分析、物理分析。 • 化学分析 特点: 历史悠久，分析精度高，一个独立学科。 缺点： 样品需破坏，分析时间较长，不能进行微区分析。 • 物理分析方法，包括光谱类分析（X射线荧光光谱、等离
2021/3/5
（6）检测器 （Detector）
➢检测器是X荧光光谱仪中用来测定X射线信号的装 置，它的作用是将X射线荧光光量子转变为一定数量 的电脉冲，表征X射线荧光的能量和强度。
➢检测器的工作原理: 入射X射线的能量和输出脉冲 的大小之间有正比关系，利用这个正比关系进行脉 冲高度分析。 正比计数器(充气型) 工作气： Ar；抑制气 ：甲烷 利用X射线使气体电离的作用，辐射能转化电离能
准直器由一组薄片组成，目的是使从样品发出的X射 线以平行光束的形式照射到晶体。薄片之间的距离越小， 越容易形成平行光，产生的谱线峰形也更锐利，更容易 与附近的谱线区分。
准直器以薄片间距来分类
薄片间距
分辨率
灵敏度
分析元素范围
150um 300um 700um 4000um
高 中等
低 很低
低 中等
高 很高
2021/3/5
2.1 波长色散型X射线荧光光谱仪
• 由X光管、滤波片、样品杯、分光晶体、探测器、 多道分析器计数电路和计算机组成。
2021/3/5
（1）X射线光管（X-ray Tube)
端窗型光管：阳极靶接正高压，灯丝阴极接地。内 循环冷却水使用去离子水。
综合考虑激发效率，杂质线，背景及更换X射线光管所 需要的时间等因素，本仪器选用Rh靶。
2021/3/5
（3）Moseley 定律
元素的荧光X射线的波长( )随元素的原子序数( Z ) 增加，有规律地向短波方向移动。
11/2 K(ZS)
K，S常数，随谱系(L，K，M，N)而定 XRF定性分析的基础：只要获得了X射线荧光光谱 线的波长就可以获得元素的种类信息。
2021/3/5
2. X-射线荧光光谱仪的类型
子发射发光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱法等）及电 子探针分析。 特点：1）非破坏的方法 ；2）绝大多数物理分析方法的分 析区域很小 ；3）物理分析方法多为表面分析方法；4）分 析速度快；5）灵敏度高，可测出痕量元素。
2021/3/5
X射线荧光光谱分析（XRF）
• 1. X-射线荧光的产生及分析原理 • 2. X-射线荧光光谱仪的类型 • 3. X射线荧光光谱分析方法的应用 • 4. X射线荧光光谱仪制样方法 • 5. X射线荧光光谱法的特点
重元素U – K 重元素U – K 轻元素Cl – F 轻元素Be, B, C, N
2021/3/5
（5）分光晶体 (Crystal)
❖有 8个 供 选 择 的 晶 体可覆 盖所有波长，分布在一个滚 筒周围。分光晶体的作用是 通过衍射将从样品发出的荧 光按不同的波段分离，根据 的原理是布拉格方程。晶面 间距d值不同，可供选择的 晶体很多，仪器中选用5块 晶体。晶体的选择决定可测 定的波长范围，即可测定的 元素。