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全反射X射線熒光光譜儀(TXRF)原理簡述

閱讀:3898      發布時間:2022-12-3
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X射線熒光(XRF)是當原級X射線照射樣品時,受激原子內層電子產生能級躍遷所發射的特征二次X射線。該二次X射線的能量及強度可被探測,與樣品內待測元素的含量相關,此為XRF光譜儀的理論依據。

根據分光系統的不同,XRF光譜儀主要有波長色散型(WDXRF)和能量色散型(EDXRF)兩種,二者結構示意如下圖:

 

3-1.jpg

  

圖1 WDXRF結構示意圖 

3-2.jpg

圖2 EDXRF結構示意圖

自上世紀40年代XRF光譜儀誕生,作為元素光譜分析技術的重要分支,在冶金、地質、礦物、環境等領域有著廣泛應用。但常規XRF光譜儀并不適于痕量元素的檢測,而且復雜多變的基體效應導致系統誤差較大。目前,多采用數學校正、基體分離等手段以克服這些缺點。

在上世紀70年代,出現了將全反射現象應用于XRF分析的技術,即將少量樣品置于平滑的全反射面上進行檢測,稱為全反射X射線熒光(TXRF)。如下圖:

 

3-3.jpg

圖3 TXRF結構示意圖

由上圖可以看出,EDXRF中X射線的出入射角度通常約為40o,分析深度通常發生在近表層100μm左右,有較強的背景及基體影響;TXRF為EDXRF的變種,其入射角度<0.1o,分析深度通常<1μm,原級束幾乎被全反射。

通常,僅需將樣品溶液或懸濁液置于支撐的光學平面上(如石英玻璃),蒸干后,殘留物上機檢測。因平面的高反射率,載體的光譜背景幾乎被消除;少量的殘留物所形成的薄層樣品基體效應很小,具有以下幾點重要的優勢:

?TXRF可不使用標準曲線,僅用內標法便完成定量分析;

?具有出色的檢出能力,低至10-7~10-12g;

?微量樣品中痕量元素的檢測。

3-4.jpg

意大利GNR公司是一家老牌歐洲光譜儀生產商,其X射線產品線誕生于1966年,經過半個多世紀的技術開發和研究,該產品線已經擁有眾多型號滿足多個行業的分析需求。X射線衍射儀(XRD)可測試粉末、薄膜等樣品的晶體結構、殘余奧氏體、殘余應力等指標,多應用于分子結構分析及金屬相變研究;而全反射X熒光光譜儀(TXRF)的檢測限已達到皮克級別,其非破壞性分析特點應用在痕量元素分析中,涉及環境、醫藥、半導體、核工業、石油化工等行業。


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