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速來看看X射線熒光光譜儀的物理原理和組成結(jié)構(gòu)

點擊次數(shù):1375次  更新時間:2022-08-26
  X射線熒光光譜儀可以測量元素周期表中鈹以后的每一種元素,在實際應(yīng)用中,有效的元素測量范圍為9號元素到92號元素,濃度范圍從100%至亞ppm級。儀器具有重現(xiàn)性好,測量速度快,靈敏度高的特點。樣品可以是固體、粉末、熔融片,液體等,分析對象適用于煉鋼、有色金屬、水泥、陶瓷、石油、玻璃等行業(yè)樣品。
  X射線熒光光譜儀的物理原理:
  當(dāng)材料暴露在短波長X光檢查,或伽馬射線,其組成原子可能發(fā)生電離,如果原子是暴露于輻射與能源大于它的電離勢,足以驅(qū)逐內(nèi)層軌道的電子,然而這使原子的電子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,在外軌道的電子會“回補(bǔ)”進(jìn)入低軌道,以填補(bǔ)遺留下來的洞。在“回補(bǔ)”的過程會釋出多余的能源,光子能量是相等兩個軌道的能量差異的。因此,物質(zhì)放射出的輻射,這是原子的能量特性。
  X射線熒光光譜儀結(jié)構(gòu)組成:
  (1)氣氛
  X射線熒光光譜儀能夠分析元素周期表中的大部分元素,具體而言,從鈉元素(原子序數(shù)Z=11)到鈾元素(原子序數(shù)Z=92)都可以利用這種技術(shù)進(jìn)行檢測分析。但是對于原子序數(shù)較低的元素(鈦元素Ti,Z=22以下),空氣會對檢測結(jié)果產(chǎn)生較大影響;由低原子序數(shù)元素產(chǎn)生的熒光值通常更低,并且樣品基體中的其它元素有可能會吸收低原子序數(shù)元素的能量輻射。
  通常情況下,用于提高低原子序數(shù)元素的檢測靈敏度的方法主要為將儀器的樣品室抽成真空環(huán)境或者以氦氣(He)沖洗樣品室。
 ?。?)探測器
  新型探測器技術(shù)——硅漂移探測器(SDDs)能夠提高低能量敏感度,使得X射線熒光光譜技術(shù)可以對一些低原子序數(shù)元素進(jìn)行檢測分析,甚至是在空氣氣氛中也能進(jìn)行檢測,例如用于測量化學(xué)鍍鎳涂層中磷元素(原子序數(shù)Z=15)的含量。但是,大多數(shù)的低原子序數(shù)元素的檢測分析依然還需要隔離空氣氣氛。
 ?。?)X射線源(X射線管、供電電源、濾光片、光束尺寸)
  這里將一些組件都列到X射線源里面統(tǒng)一討論,包括X射線管、電源供應(yīng)器、濾光片、光束尺寸。X射線管和供電電源決定了檢測樣品將受到的能量強(qiáng)度和能量分布。商業(yè)化的能量色散X射線熒光光譜儀中用到的大多數(shù)X射線管都是50KV,1mA(50W)規(guī)格的。50KV的高電壓能夠提供更高的激發(fā)效率;X射線管通量可以利用燈絲電流設(shè)置進(jìn)行控制。
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