x射線(xiàn)讀書(shū)報(bào)告(共19頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上讀 書(shū) 報(bào) 告X射線(xiàn)熒光光譜姓 名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 0 日 期： 2 一、 簡(jiǎn)介X射線(xiàn)：介于 和 間的 。由物理學(xué)家W.K.1于1895年發(fā)現(xiàn)，故又稱(chēng)。波長(zhǎng)小于0.1埃的稱(chēng)超硬，在0.11埃范圍內(nèi)的稱(chēng)硬X射線(xiàn)，110埃范圍內(nèi)的稱(chēng)軟X射線(xiàn)。X射線(xiàn)分為連續(xù)X射線(xiàn)和特征X射線(xiàn)兩類(lèi)：（1）如果被靶阻擋的電子的能量，不越過(guò)一定限度時(shí)，只發(fā)射連續(xù)光譜的輻射。這種輻射叫做軔致輻射，連續(xù)光譜的性質(zhì)和靶材料無(wú)關(guān)。（2）一種不連續(xù)的，它只有幾條特殊的線(xiàn)狀光譜，這種發(fā)射線(xiàn)狀光譜的輻射叫做特征輻射，特征光譜和靶材料有關(guān)。X射線(xiàn)熒光光譜法（簡(jiǎn)稱(chēng)XRF）:它的基本原理是當(dāng)物質(zhì)中的原子受到

2、適當(dāng)?shù)母吣茌椛涞募ぐl(fā)后，放射出該原子所具有的特征X射線(xiàn)。根據(jù)探測(cè)到該元素特征X射線(xiàn)的存在與否的特點(diǎn)，可以定性分析；而其強(qiáng)度的大小可作定量分析。利用初級(jí)X射線(xiàn)光子(原級(jí)X射線(xiàn))或其他微觀離子激發(fā)待測(cè)物質(zhì)中的原子，使之產(chǎn)生熒光(次級(jí)X射線(xiàn))而進(jìn)行物質(zhì)成分分析和化學(xué)態(tài)研究的方法。按激發(fā)、色散和探測(cè)方法的不同，分為X射線(xiàn)光譜法(波長(zhǎng)色散)和X射線(xiàn)能譜法(能量色散)。       根據(jù)色散方式不同，X射線(xiàn)熒光分析儀相應(yīng)分為X射線(xiàn)熒光光譜儀(波長(zhǎng)色散)和X射線(xiàn)熒光能譜儀(能量色散)。二、 儀器原理X射線(xiàn)熒光光譜分析的基本原理可表述為：試

3、樣受X射線(xiàn)照射后，其中各元素原子的內(nèi)殼層（K、L或M殼層）電子被激發(fā)逐出原子而引起殼層電子躍遷，并發(fā)射出該元素的特征X射線(xiàn)（熒光）。每一種元素都有其特定波長(zhǎng)（或能量）的特征X射線(xiàn)。通過(guò)測(cè)定試樣中特征X射線(xiàn)的波長(zhǎng)（或能量），便可確定試樣存在何種元素，即為X射線(xiàn)熒光光譜定性分析。元素特征X射線(xiàn)的強(qiáng)度與該元素在試樣中的原子數(shù)量（即含量）成比例。因此，通過(guò)測(cè)量試樣中某元素特征X射線(xiàn)的強(qiáng)度，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行校準(zhǔn)與校正，便可求出該元素在試樣中的百分含量，即為X射線(xiàn)熒光光譜定量分析。工作過(guò)程：當(dāng)試樣受到x射線(xiàn)，高能粒子束，紫外光等照射時(shí)，由于高能粒子或光子與試樣原子碰撞，將原子內(nèi)層電子逐出形成空穴，使原子

4、處于激發(fā)態(tài)，這種激發(fā)態(tài)離子壽命很短，當(dāng)外層電子向內(nèi)層空穴躍遷時(shí)，多余的能量即以x射線(xiàn)的形式放出，并在教外層產(chǎn)生新的空穴和產(chǎn)生新的x射線(xiàn)發(fā)射，這樣便產(chǎn)生一系列的特征x射線(xiàn)。特征X射線(xiàn)經(jīng)準(zhǔn)直器準(zhǔn)直，投射到分光晶體的表面，按照布拉格定律產(chǎn)生衍射，使不同波長(zhǎng)的熒光X射線(xiàn)按波長(zhǎng)順序排列成光譜。這些譜線(xiàn)由檢測(cè)器在不同的衍射角上檢測(cè)，轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)，經(jīng)電路放大，最后由計(jì)算機(jī)處理輸出。晶體分光X射線(xiàn)衍射的條件是由布拉格（Bragg，W.L.）提出的2 dsinn三、 儀器結(jié)構(gòu)1. X射線(xiàn)光譜儀分類(lèi)波長(zhǎng)色散型，一般說(shuō)的X射線(xiàn)熒光光譜儀都是指使用晶體分光的波長(zhǎng)色散型光譜儀。這類(lèi)儀器又可分為兩種，一種是對(duì)各元素逐一

5、進(jìn)行角度掃描順序進(jìn)行測(cè)定的所謂掃描式光譜儀；另一種是每個(gè)元素都單獨(dú)配備一個(gè)固定的測(cè)角器同時(shí)分析多個(gè)元素的所謂多元素同時(shí)分析式X熒光光譜儀。能量色散型。以帶有半導(dǎo)體探測(cè)器和多道脈沖高度分析器為特征的X射線(xiàn)熒光光譜儀叫做能量色散型光譜儀。因其具有能同時(shí)測(cè)定多個(gè)元素的優(yōu)點(diǎn)，且數(shù)據(jù)處理快，故應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。2. X射線(xiàn)光譜儀結(jié)構(gòu)1) X射線(xiàn)管結(jié)構(gòu)：X射線(xiàn)管是由一個(gè)帶鈹窗口的、防輻射的金屬罩和一個(gè)具有絕緣的真空玻璃罩組成的管套。作用：用X射線(xiàn)管發(fā)出的初級(jí)X射線(xiàn)照射樣品，以激發(fā)樣品組成元素的特征譜線(xiàn)。X射線(xiàn)管的主要特點(diǎn)和要求：（1）能連續(xù)地于較高的功率水平工作.（2）對(duì)于常用熒光分析X射線(xiàn)管，焦斑的尺寸

6、一般為（56）mmX(79)mm。 X射線(xiàn)熒光分析不像衍射分析那樣要求有較嚴(yán)格的“點(diǎn)源”，只是要求有較大的X射線(xiàn)發(fā)射通量，故對(duì)于熒光分析用光管，允許采用較大的焦斑，以提高功率容量。（3）管窗應(yīng)盡可能地靠近焦斑，以增大照射樣品的立體角。（4）應(yīng)盡可能采用較薄的鈹窗，以對(duì)各種波長(zhǎng)的X射線(xiàn)提供有效的激發(fā)。（5）靶材應(yīng)有較高的純度，在結(jié)構(gòu)上海應(yīng)盡可能避免因燈絲的揮發(fā)或?yàn)R射使靶面和管窗玷污。（6）輸出恒定，結(jié)構(gòu)上應(yīng)由于發(fā)熱引起的構(gòu)件幾何尺寸和位置的變化降至最低限度。（7)配備多種靶材，以適應(yīng)各種要求的分析應(yīng)用。常用靶材有有Rh（銠）、W （鎢）、 Mo（鉬）、Cr 、Ag、Pt（鉑）和Au（金）等。隨著

7、現(xiàn)代儀器和分析技術(shù)的發(fā)展，熒光分析X射線(xiàn)管的種類(lèi)越來(lái)越多，現(xiàn)在常用的有側(cè)窗型X射線(xiàn)管和端窗型X射線(xiàn)管，其他還有雙靶X射線(xiàn)管、可拆式X射線(xiàn)管等。X射線(xiàn)管分類(lèi)：側(cè)窗型X射線(xiàn)管：是最常用的一種X射線(xiàn)管。它的窗口位于管頭的側(cè)面，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，多采用負(fù)高壓工作，故使用比較安全。對(duì)于這種類(lèi)型的管子，有些在結(jié)構(gòu)上采用較大的陰極-陽(yáng)極距離，而燈絲發(fā)射的電子需沿一較長(zhǎng)的陽(yáng)極準(zhǔn)直管到達(dá)陰極，在準(zhǔn)直管正對(duì)窗的位置開(kāi)一個(gè)小孔，作為X射線(xiàn)的出口。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以減輕燈絲物質(zhì)對(duì)靶面的和管口玷污，且可遮擋偏離聚焦方向的雜散電子。端窗型X射線(xiàn)管：它的窗口位于管子的端部，為了兼顧長(zhǎng)短波段的激發(fā)效率，常選用中等原子序數(shù)的Rh

8、（銠）或Pd（鈀）作靶材，并采用正高壓結(jié)構(gòu)，使得所用鈹窗可薄至75mm，大大提高了長(zhǎng)波輻射的透射率，因而改善了對(duì)長(zhǎng)波X射線(xiàn)的激發(fā)效率。它的陰極燈絲繞著陽(yáng)極卷繞，靶面焦斑成圓環(huán)狀。由于陽(yáng)極處于高壓，冷卻水路不能接地，它應(yīng)當(dāng)使用經(jīng)過(guò)特殊處理的去離子水，否則，將因流水導(dǎo)電而引起危險(xiǎn)。因燈絲部分緊挨管窗，此處通常也應(yīng)以普通自來(lái)水冷卻。X射線(xiàn)管的雜質(zhì)線(xiàn)在分析微量鐵、鎳、銅、鋅等元素時(shí)，由X射線(xiàn)管產(chǎn)生的雜質(zhì)線(xiàn)往往使背景增高。消除這種雜質(zhì)的方法有三種：一種是使用一次X射線(xiàn)濾光片；另一種是換用雜質(zhì)線(xiàn)少的X射線(xiàn)管；還有一種是估計(jì)雜質(zhì)線(xiàn)的強(qiáng)度。估計(jì)雜質(zhì)線(xiàn)空白值的方法中有一種是利用組成相似的樣品其峰值強(qiáng)度與背景強(qiáng)度

9、之比不變這一關(guān)系，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算來(lái)校正的方法。上圖表示各種X射線(xiàn)管及其最適合分析元素的范圍2) 準(zhǔn)直器：準(zhǔn)直器的作用：濾掉發(fā)散的射線(xiàn)，使一束基本平行的光束到達(dá)晶體和探測(cè)器窗口。在通常狀況下，樣品與分析晶體之間的入射準(zhǔn)直器是固定不動(dòng)的，并分為：粗準(zhǔn)直器：金屬片間距約；細(xì)準(zhǔn)直器：金屬片間距約3) 分光晶體射線(xiàn)發(fā)光光譜中的分析晶體（也就是單色器）相當(dāng)于光學(xué)發(fā)射光譜中的棱鏡，與光柵相似。作用是將試樣發(fā)出的經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直后的平行的熒光X射線(xiàn)束，按不同波長(zhǎng)將譜線(xiàn)在空間一一展開(kāi)，形成一種衍射波譜，從而可以分別測(cè)量每種波長(zhǎng)。分析晶體的選擇：最基本的是它的衍射強(qiáng)度、色散率（當(dāng)波長(zhǎng)發(fā)生變化時(shí)所引起的衍射角或弧長(zhǎng)的變化）和

10、分辨率（分開(kāi)或辨別波長(zhǎng)幾乎相同的兩條譜線(xiàn)的能力）必須合乎元素測(cè)定上的要求，而且應(yīng)當(dāng)具有優(yōu)良的指標(biāo)。選擇一塊合適的分光晶體，可以提高分析線(xiàn)的強(qiáng)度，免受某些譜線(xiàn)和二級(jí)衍射線(xiàn)的干擾或減輕干擾成分等，從而有利于提高測(cè)定的準(zhǔn)確度和靈敏度。以下是常用的幾種主要分光晶體和應(yīng)用范圍及特性4) 探測(cè)器它是用來(lái)接收X射線(xiàn)并把它轉(zhuǎn)變成可測(cè)量的或可觀察的量?，F(xiàn)在最常用的探測(cè)器有充氣探測(cè)器和閃爍計(jì)數(shù)器。探測(cè)器的種類(lèi)：1、 充氣探測(cè)器: X射線(xiàn)可以使氣體電離，產(chǎn)生電子和正離子，此過(guò)程為初始電離。由電離產(chǎn)生的電子和離子有兩種相反的運(yùn)動(dòng)情況：一是擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，即離子從密度大的地方向密度小的地方擴(kuò)散；另一是復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即離子和電子又

11、重新復(fù)合成中性分子，其趨勢(shì)是使離子的數(shù)目減少。以Ar氣為例： 形成的電子與正離子組合起來(lái)叫做一個(gè)離子對(duì)。從惰性氣體原子中逐出第一個(gè)電子所需的能量相當(dāng)小 。而實(shí)際需要的能量取決于原子序數(shù)。當(dāng)原子序數(shù)增加，粒子的影響范圍減小，理論和有效電離能之間相對(duì)差別隨原子序數(shù)增加而擴(kuò)大。X射線(xiàn)電離產(chǎn)生的初始離子對(duì)數(shù)目(n)正比于入射線(xiàn)的能量(EO),由下式表示：n=Eo/ei 其中ei是有效電離能。簡(jiǎn)單的充氣探測(cè)器，是由其中心帶有一根金屬絲的空心圓柱體組成。金屬絲就是探測(cè)器的陽(yáng)極，探測(cè)器圓筒外殼接地，并在大氣壓下充入合適的混合氣體。在正常的溫度和壓力下，一個(gè)電子的平均自由程相對(duì)來(lái)說(shuō)是短的。低電壓時(shí)，碰撞時(shí)非彈

12、性碰撞，每次碰撞產(chǎn)生出新電子，而在它們?cè)瓉?lái)的位置上留下了初始電子，這種周而復(fù)始的過(guò)程，最終產(chǎn)生出n個(gè)電子飛向陽(yáng)極。高電壓時(shí)，碰撞不再是非彈性碰撞了，因?yàn)橐粋€(gè)電子平均自由程中所獲得的動(dòng)能，比碰撞時(shí)所損失的能量還多。當(dāng)電子飛向接近陽(yáng)極的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)時(shí)，每個(gè)平均自由程上獲得的能量大大地增加，這種倍增過(guò)程稱(chēng)為雪崩現(xiàn)象。其凈效應(yīng)叫做氣體放大倍數(shù)或氣體增益。其大小如下式：G=N*ei/E0式中 G-氣體放大倍數(shù)；N-離子對(duì)數(shù)目，產(chǎn)生的電子最終飛向陽(yáng)極。充氣X射線(xiàn)探測(cè)器的氣體放大倍數(shù)與施加電壓的關(guān)系曲線(xiàn)中有許多區(qū)域其中比較重要的有正比計(jì)數(shù)區(qū)：電壓相當(dāng)高，有明顯雪崩發(fā)生。雪崩次數(shù)基本上與初始電離對(duì)的數(shù)目相同。由于

13、所有電子都被收集，故所收集的總電荷數(shù)正比于X射線(xiàn)光子的能量。還有一個(gè)有利得特點(diǎn)：離子尚未遠(yuǎn)離陽(yáng)極之前，電子到達(dá)陽(yáng)極，并被收集起來(lái)，圍繞陽(yáng)極絲形成正離子空間電荷鞘（簡(jiǎn)稱(chēng)正離子套），限制輸出脈沖的高度。由于這個(gè)作用導(dǎo)致輸出脈沖高度的不均勻性和較窄的脈沖高度分布。蓋革計(jì)數(shù)區(qū)：在這個(gè)區(qū)域里，施加電壓很高以致雪崩極其激烈，氣區(qū)中氣體離子和原子均被激發(fā)，而且陰極壁上發(fā)出紫外線(xiàn)。當(dāng)這些電子打擊陽(yáng)極時(shí)，發(fā)出二次電子和低能X射線(xiàn)，由于陰極受到正離子的轟擊而驅(qū)逐出電子。這些發(fā)射電子又引起新的雪崩。紫外輻射進(jìn)入氣區(qū)引起光電離，由此產(chǎn)生的光電子也引起雪崩。因此，在蓋革區(qū)中，初始電離一旦發(fā)生，立即使得整個(gè)計(jì)數(shù)器發(fā)生全面

14、放電。正比特性完全消失，輸出的脈沖幅度相同，大約為正比區(qū)脈沖幅度的1000倍。蓋革計(jì)數(shù)器或蓋革-彌勒計(jì)數(shù)器，就在這個(gè)區(qū)域內(nèi)工作。目前，X射線(xiàn)光譜分析中有三種氣體探測(cè)器:蓋革-彌勒探測(cè)器，封閉正比探測(cè)器，以及流氣正比探測(cè)器。蓋革-彌勒探測(cè)器通常簡(jiǎn)稱(chēng)為蓋革計(jì)數(shù)器1928年首先被采用。它是最簡(jiǎn)單的一種X射線(xiàn)探測(cè)器。特點(diǎn)：構(gòu)造較簡(jiǎn)單，輸出脈沖幅度大，對(duì)一定能量范圍的X射線(xiàn)具有較高的探測(cè)靈敏度，無(wú)能量甄別作用，死時(shí)間長(zhǎng)。比起蓋革探測(cè)器來(lái)，正比探測(cè)器有兩個(gè)特殊的優(yōu)點(diǎn)：第一是死時(shí)間短，只有0.2s.第二是平均脈沖高度直接正比于入射X光子能量。而其另一個(gè)特征是，當(dāng)入射波長(zhǎng)短于惰性氣體吸收限時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)比原來(lái)

15、脈沖幅度小的附加脈沖，叫做逸出峰（逃逸峰）。只要入射輻射能夠激發(fā)惰性氣體特征輻射時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)逸出峰。流氣正比探測(cè)器的原理與封閉正比探測(cè)器相同，差別是前者適合于很薄的入射窗口。普遍采用Ar/10%CH4混合氣體。2、 閃爍計(jì)數(shù)器：X射線(xiàn)熒光分析所用的閃爍計(jì)數(shù)器由閃爍體、光導(dǎo)、光電倍增管及相關(guān)電路組成。閃爍體一般采用微量鉈激活的NaI單晶。原理：當(dāng)X射線(xiàn)照射于某些物質(zhì)時(shí)，這些物質(zhì)能瞬時(shí)發(fā)出可見(jiàn)光，利用光電倍增管可將這種閃爍光轉(zhuǎn)換為電脈沖在用電子測(cè)量裝置把它放大和記錄下來(lái)。閃爍計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)示意圖閃爍體：是指在X射線(xiàn)或粒子作用下會(huì)發(fā)光的器件,這類(lèi)器件可將X射線(xiàn)或粒子的能量轉(zhuǎn)換成便于探測(cè)的光訊號(hào)。一般分為

16、有機(jī)閃爍體和無(wú)機(jī)閃爍體。光導(dǎo)：其功能是使閃爍體發(fā)射的可測(cè)光子打到光電倍增管的光陰極上，因此要防止光子散射和防止在界面上產(chǎn)生反射。光電倍增管是將閃爍體發(fā)射的可測(cè)光子訊號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦?hào)的器件。閃爍探測(cè)器的特性：閃爍探測(cè)器的分辨率比起正比探測(cè)器差得多，但是它的光譜響應(yīng)曲線(xiàn)在很大的波長(zhǎng)范圍內(nèi)幾乎保持不變。3X射線(xiàn)能譜儀：X射線(xiàn)熒光能譜儀沒(méi)有復(fù)雜的分光系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。X射線(xiàn)激發(fā)源可用X射線(xiàn)發(fā)生器，也可用放射性同位素。能量色散用脈沖幅度分析器  。探測(cè)器和記錄等與X射線(xiàn)熒光光譜儀相同。四、 分析方法1. 定性分析從X射線(xiàn)管產(chǎn)生的一次X射線(xiàn)照射到樣品，樣品中含有的各元素其吸收限的能量小于入

17、射線(xiàn)能量時(shí)，都同時(shí)產(chǎn)生X射線(xiàn)熒光。定性分析就是用測(cè)角器進(jìn)行角度掃描，通過(guò)晶體對(duì)X射線(xiàn)熒光進(jìn)行分光，用記錄儀將順次出現(xiàn)的譜線(xiàn)自動(dòng)記錄在譜圖上，再解析譜圖以獲知樣品中所含的元素。目前不少儀器都配備了自動(dòng)定性分析的軟件，具有自動(dòng)掃描、自動(dòng)解析的功能，因而可自動(dòng)進(jìn)行定性分析，十分方便。作重元素的定性分析使用鎢、鉬、銠靶X射線(xiàn)管，輕元素則使用鉻靶或銠靶X射線(xiàn)管。電壓調(diào)在4060 kV之間，當(dāng)分析元素含量高時(shí)將電流（mA）調(diào)小點(diǎn)，進(jìn)行微量元素的分析時(shí)則調(diào)得大些。定性分析中的狹縫系統(tǒng)一般都使用標(biāo)準(zhǔn)狹縫系統(tǒng)。分析晶體和探測(cè)器的組合及測(cè)角器的掃描角度范圍示于下表中，9F92U等全部元素進(jìn)行定性分析時(shí)的條件。定性

18、分析譜圖的解析：現(xiàn)以黃銅的定性分析（圖3-1）為例，其解析次序如圖3-2所示。 解析的第一步是鑒別所用X射線(xiàn)管產(chǎn)生的特征X射線(xiàn)的散射線(xiàn)（瑞利散射和康普頓散射）及其高次線(xiàn)。使用銠、鉬及銀靶X射線(xiàn)管也還會(huì)出來(lái)L線(xiàn)，這時(shí)使用表32的譜線(xiàn)表（一）。 從譜圖上讀出強(qiáng)度最大的譜峰角度（2），注上譜線(xiàn)名稱(chēng)。這時(shí)使用表3-2的譜線(xiàn)表（一）。表3-2是按X射線(xiàn)波長(zhǎng)順序排列的，同時(shí)也可查知不同晶體的分光角度。例如，使用LiF分析晶體，如讀取的角度是57.5度，則可以考慮是Fe K、Pb L2（二級(jí)）等譜線(xiàn)，而再考慮一下各譜線(xiàn)的X射線(xiàn)強(qiáng)度就可推斷是Fe K。 推斷的譜線(xiàn)正確與否，查一下伴隨譜線(xiàn)表即可。從表3-3各元

19、素譜線(xiàn)表可確認(rèn)伴隨K的K線(xiàn)。同時(shí)還可鑒別高次線(xiàn)和L線(xiàn)。當(dāng)測(cè)得的譜線(xiàn)是L線(xiàn)時(shí)，在鑒別伴隨的一切L線(xiàn)的同時(shí)，還必須鑒別高次線(xiàn)和M線(xiàn)。 按的步驟對(duì)尚未鑒別的譜峰中強(qiáng)度最大的譜線(xiàn)進(jìn)行鑒別。 按與相同步驟鑒別全部伴隨譜線(xiàn)。 如還剩余譜線(xiàn)，重復(fù)、步驟，如無(wú)剩余譜線(xiàn)，整個(gè)解析過(guò)程結(jié)束。以上是正規(guī)的解析次序，如果中間省掉一些應(yīng)該進(jìn)行的步驟，則不能對(duì)一些弱峰進(jìn)行解析，但就輕元素而論，因?yàn)樵財(cái)?shù)目少，故逐一元素解析較為方便。剩余的譜線(xiàn)便是重元素的L線(xiàn)、M線(xiàn)、高次線(xiàn)或X射線(xiàn)管發(fā)出的特征X射線(xiàn)。解析中的一般注意事項(xiàng):1、衍射線(xiàn)重疊的場(chǎng)合。象Pb L和 As K重疊那樣波長(zhǎng)相同時(shí)，要檢查同種元素的其它譜線(xiàn)。例如 Ph

20、L和 Pb L1的強(qiáng)度比是幾乎不變的，當(dāng)不存在這種關(guān)系時(shí)，重要的是懷疑一下是否有重疊現(xiàn)象（確認(rèn)譜線(xiàn)之間的強(qiáng)度比）。2、波長(zhǎng)相差很小的譜線(xiàn)發(fā)生重疊時(shí)，譜線(xiàn)的半高寬要變寬。如果光學(xué)系統(tǒng)（狹縫和晶體）確定，分析元素譜線(xiàn)的半高寬便一定，因此就能識(shí)別是否有重疊。在輕元素范圍內(nèi)，會(huì)有高次線(xiàn)的干擾。對(duì)于分析線(xiàn)為K系譜線(xiàn)的元素，L系譜線(xiàn)有時(shí)也是干擾線(xiàn)。2. 定量分析方法X射線(xiàn)熒光分析法的定量分析就是一種測(cè)量樣品產(chǎn)生的X射線(xiàn)熒光強(qiáng)度，然后跟標(biāo)準(zhǔn)樣品的X射線(xiàn)強(qiáng)度對(duì)比的比較方法。1) 外標(biāo)法該法是以試樣中分析元素的分析線(xiàn)熒光強(qiáng)度與外部標(biāo)準(zhǔn)樣品中已知含量的元素的同一譜線(xiàn)強(qiáng)度比較后來(lái)校正的或求出未知試樣中分析元素的含量

21、的方法。其中外部標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)試樣的特性，采用人工配制標(biāo)樣或經(jīng)其他化學(xué)方法準(zhǔn)確測(cè)定的和試樣性質(zhì)相似的樣品來(lái)作標(biāo)準(zhǔn)樣品。該法適用于試樣基體變化不大的情況，因此，一些溶液及硼酸鹽熔融的玻璃樣片適用于此法。（1） 直接測(cè)定校正法。它是利用外部標(biāo)準(zhǔn)直接測(cè)定試樣中分析元素的含量的最簡(jiǎn)單的方法。但它對(duì)分析條件的要求比較嚴(yán)格。（2） 稀釋法就是向試樣中加入一定量的稀釋劑來(lái)使基體的質(zhì)量吸收系數(shù)變化范圍降低到5%左右，從而降低集體效應(yīng)，是體系趨于穩(wěn)定。（3） 薄樣法。它是當(dāng)一個(gè)均勻樣品的厚度薄至臨界厚度以下時(shí)，它的吸收-增強(qiáng)效應(yīng)基本消失。因此，對(duì)于一定厚度的薄膜試樣來(lái)說(shuō)，分析線(xiàn)的強(qiáng)度與分析元素的濃度成正比。2）內(nèi)

22、標(biāo)法該法是向未知樣品中加入一定比例且熒光特性與分析元素相似的某種元素，通過(guò)測(cè)定它們的強(qiáng)度比來(lái)進(jìn)行定量分析。為了達(dá)到內(nèi)標(biāo)元素起補(bǔ)償基體及第三元素影響的作用，內(nèi)標(biāo)元素的選擇應(yīng)具備以下條件：（1）原始樣品中不能有加入的內(nèi)標(biāo)元素。（2）內(nèi)標(biāo)元素必須與分析線(xiàn)波長(zhǎng)接近，使色散發(fā)生在同一反射級(jí)上。（3）必須考慮樣品組分對(duì)分析元素和對(duì)內(nèi)標(biāo)及基體元素之間可能發(fā)生的吸收和增強(qiáng)效應(yīng)。（4）分析線(xiàn)對(duì)應(yīng)盡量選擇在不受化學(xué)態(tài)影響而由最內(nèi)部能級(jí)激發(fā)后產(chǎn)生的譜線(xiàn)。 3）當(dāng)分析校正曲線(xiàn)不能克服基體效應(yīng)時(shí)，采用數(shù)學(xué)計(jì)算法萊校正基體效應(yīng)的方法。X射線(xiàn)熒光光譜分析不僅已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、冶金、礦山、電子機(jī)械、石油、化工、航空航天材料、

23、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境、建筑材料、商檢等各個(gè)領(lǐng)域的物質(zhì)材料的化學(xué)成分分析；而且在某些行業(yè)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝過(guò)程各個(gè)階段中間產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與控制，及時(shí)給出工藝過(guò)程的有關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，隨時(shí)調(diào)整生產(chǎn)過(guò)程的有關(guān)因素，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量并提高其產(chǎn)量。這些都是與X射線(xiàn)熒光光譜分析本身的特點(diǎn)有密切的關(guān)系，現(xiàn)歸納如下： 分析元素范圍廣。一般現(xiàn)代波長(zhǎng)色散X射線(xiàn)熒光光譜儀均能測(cè)定元素周期表中從鈹?shù)解櫟?0多種元素。 測(cè)定元素的含量范圍寬?？梢詮?06級(jí)到100，若經(jīng)過(guò)預(yù)富集的特殊處理，甚至可以測(cè)到108級(jí)的含量。全反射X射線(xiàn)熒光分析的檢測(cè)下限可達(dá) 10111015 g。 分析試樣可以是固體、粉末、液體或晶體、非晶體等

24、不同物理狀態(tài)的物質(zhì)，甚至封閉在容器內(nèi)的氣體亦可測(cè)定。 X射線(xiàn)熒光光譜分析與試樣中一般元素的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。由于采用原子的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生的K（或L）系特征譜線(xiàn)作元素分析線(xiàn)，因此基本不受元素的化學(xué)狀態(tài)的影響。而且與可見(jiàn)光譜分析相比，譜線(xiàn)簡(jiǎn)單，互相干擾少。對(duì)于輕元素，其不同的化學(xué)狀態(tài)會(huì)引起譜峰位移，這種現(xiàn)象已被用于某些元素的化學(xué)價(jià)態(tài)分析的研究。 分析精度高，重現(xiàn)性好。 X射線(xiàn)熒光光譜分析一般采用相對(duì)比較法進(jìn)行，許多現(xiàn)代化的新型X射線(xiàn)熒光光譜儀均帶有基本參數(shù)法分析軟件，在軟件中對(duì)多種分析對(duì)象（如各種合金等）都已經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)合金樣品或純金屬樣品的校準(zhǔn)與校正，有關(guān)參數(shù)已包括在軟件中，用戶(hù)無(wú)需制備標(biāo)準(zhǔn)樣品即可直

25、接進(jìn)行分析。提高了分析速度。 X射線(xiàn)熒光分析是一種表面分析，其作用深度隨元素分析線(xiàn)的波長(zhǎng)（能量）而異。因此，分析試樣必須是均勻的，否則分析結(jié)果就沒(méi)有代表性。五、 樣品制備在XRF分析中，試樣的制備要求較高，因?yàn)閄RF分析基本上是一種相對(duì)分析法，要求將標(biāo)樣和被測(cè)試樣制備成相似的，可以重現(xiàn)的狀態(tài)，所以被制備的樣品應(yīng)具備下列條件：（1）試樣有足夠的代表性。（2）各個(gè)試樣之間、試樣與標(biāo)樣之間盡可能有一致的物理性質(zhì)和近似的化學(xué)組成。（3）固體粉末的粒度和密度，塊樣表面的光潔度應(yīng)有一個(gè)再現(xiàn)性好的表面。總之，要求制樣手續(xù)簡(jiǎn)單、快速、成本低、重現(xiàn)性好，且盡可能減少制樣引入的誤差。(一) 固態(tài)樣品1、 金屬試樣

26、及分布均勻的合金樣品等，可用一般的機(jī)加工方法制成一定直徑的金屬圓片樣品。如車(chē)床車(chē)制、飛輪切割等。如表面比較粗糙，通常再進(jìn)行研磨拋光。2、 壓片法：粉末試樣通常采用研磨法使其達(dá)到一定的粒度后，再壓制成圓形樣片。有時(shí)需要添加稀釋劑或粘結(jié)劑，用研磨手段使樣品均勻。在一般情況下，物料可在圓盤(pán)振動(dòng)或棒磨機(jī)中研磨。加入乙醇、丙酮或乙酸乙酯等易揮發(fā)惰性液體，在瑪瑙研缽中，使研磨物呈漿狀研磨，可提高研磨效率和均勻性。3、 熔融技術(shù)能使試樣熔融分解并制成均勻的玻璃體，從而克服了顆粒度的影響和礦物效應(yīng)同時(shí)這種技術(shù)可以進(jìn)行適當(dāng)比例的稀釋?zhuān)越档突w效應(yīng)，還可以同時(shí)加入內(nèi)標(biāo)元素一起熔融。根據(jù)需要可以比較容易地制備成分

27、合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品，且比較容易保存。 （二）液態(tài)樣品對(duì)于不均勻的樣品、不規(guī)則的金屬、合金和陶瓷等制品，難以制備時(shí)，溶液法時(shí)一種簡(jiǎn)便有效的制樣方法。在此法中，由于樣品經(jīng)過(guò)化學(xué)處理成溶液，消除了粉末或者固體樣品的不均勻性和粒度效應(yīng)；但是除了樣品本來(lái)濟(jì)源市液態(tài)之外，溶液法是一種破壞性方法，有很多缺點(diǎn)，例如：分析時(shí)間長(zhǎng)，容易產(chǎn)生吸收效應(yīng)，缺乏穩(wěn)定性，而且一般溶液的揮發(fā)性和腐蝕性可能損傷儀器。六、 應(yīng)用舉例1、發(fā)展趨勢(shì)：（1）儀器多功能化具有元素測(cè)量和圖象分析雙重功能。如島津的1700系列和理學(xué)的ZSX系列中4000W大型XRF儀，除具有XRF分析常規(guī)功能外，還增加了微小區(qū)域分析功能，可以得到局部區(qū)域元素含

28、量分布圖象；利用先進(jìn)的CCD成像技術(shù)，得到樣品表面光學(xué)圖象。X射線(xiàn)熒光光譜分析和X射線(xiàn)衍射分析一體化。如ARL-9800系列光譜儀中通過(guò)安裝固定道和掃描道的X射線(xiàn)熒光和X射線(xiàn)衍射系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)儀器既能測(cè)量元素含量又能同時(shí)進(jìn)行相分析的目的。（2）儀器小型化XRF儀器小型化主要體現(xiàn)在采用小功率X光管，減少水冷系統(tǒng)，從而大大減小了儀器體積。如飛利浦的Venus 100/200工業(yè)控制用XRF儀光管功率僅為200W，其MiniPal型能量色散XRF儀光管功率僅為9W，可分析11Na92U；布魯克AXS推出的S4小巨人波長(zhǎng)色散和S2能量色散XRF儀，功率分別為1000W和50W，不需外循環(huán)水冷系

29、統(tǒng)，可測(cè)定4Be92U。利用放射源激發(fā)的XRF儀體積更小，如NITON XL-800合金分析儀利用109Cd（或56Fe或241Am）放射源激發(fā)，整機(jī)尺寸僅為20.32×62×5.08cm。儀器小型化的另一個(gè)方面主要是隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，儀器功能模塊有高度集成化的趨勢(shì)，從而大大減小儀器體積。（3）儀器智能化儀器智能化主要體現(xiàn)在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的應(yīng)用，使功能更健全、豐富，操作更簡(jiǎn)便、快捷，具有定性、定量、半定量軟件包和無(wú)標(biāo)樣分析軟件。現(xiàn)代XRF儀均采用了先進(jìn)的Windows操作系統(tǒng)，操作界面友好；有的還裝有數(shù)據(jù)庫(kù)，如理學(xué)ZSX系列將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，半定量分析時(shí)可