x射線熒光分析儀的應用

1、<p>　　X射線熒光分析儀的應用</p><p>　　【摘要】隨著科技的發(fā)展，我國的科學技術有了飛速的發(fā)展，越來越多的新技術與新的科技設備不斷的涌現，而且這些新技術與新設備都得到了廣泛的應用。X射線熒光分析儀作為一個新的科學設備也得到了廣泛的應用。而X射線熒光分析儀的廣泛應用也給一些領域帶來了方便。本文基于此對X射線熒光分析儀的應用進行了研究。 </p><p>　　【關鍵詞】

2、X射線熒光分析儀 領域應用 </p><p>　　中圖分類號： O657.34 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　X射線熒光就是被分析樣品在X射線照射下發(fā)出的X射線，它包含了被分析樣品化學組成的信息，通過對上述X射線熒光的分析確定被測樣品中各組份含量的儀器就是X射線熒光分析儀。不同元素發(fā)出的特征X射線能量和波長各不相同，因此通過對X射線的能量或者波長的測量即可知道它是何種

3、元素發(fā)出的，進行元素的定性分析。同時樣品受激發(fā)后發(fā)射某一元素的特征X射線強度跟這元素在樣品中的含量有關，因此測出它的強度就能進行元素的定量分析。 </p><p>　　一、X射線熒光分析儀的工作原理 </p><p>　　熒光，顧名思義就是在光的照射下發(fā)出的光。從原子物理學的知識可以知道，對每一種化學元素的原子來說，都有其特定的能級結構，其核外電子都以各自特有的能量在各自的固定軌道上運行，

4、內層電子在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛，成為自由電子，原子被激發(fā)了，處于激發(fā)態(tài)，這時，其他的外層電子便會填補這一空位，也就是所謂躍遷，同時以發(fā)出X射線的形式放出能量。由于每一種元素的原子能級結構都是特定的，它被激發(fā)后躍遷時放出的X射線的能量也是特定的，稱之為特征X射線。通過測定特征X射線的能量，便可以確定相應元素的存在，而特征X射線的強弱（或者說X射線光子的多少）則代表該元素的含量。根據量子力學知識可以知道，X 射線具有波粒二象

5、性，既可以看作粒子，也可以看作電磁波。看作粒子時的能量和看作電磁波時的波長有著一一對應關系。這就是著名的普朗克公式：E=hc/λ。顯然，無論是測定能量，還是波長，都可以實現對相應元素的分析，其效果是完全一樣的 </p><p>　　二、X射線熒光分析儀的應用 </p><p>　　1、X射線熒光分析儀在冶金工業(yè)中的應用 </p><p>　　冶金工業(yè)中，冶煉過程中使

6、用的石灰石、白云石、螢石等原料，及冶煉后期產生的精煉渣等，這些原料及精煉渣化學成分的含量，是鋼鐵在冶煉過程中配比計算的依據。在生產中要隨時掌握原料化學成分的波動情況，及時調整配比，這樣才能為煉出合格鋼材產品打下堅實的基礎。所謂品種鋼，其化學成分含量反映的就是此鋼材的物理性質和化學穩(wěn)定性，因此，在冶金工業(yè)中，應用X射線熒光分析儀對原料石灰石、螢石、白云石等，和精煉渣等進行定量及半定量分析，及時、準確的給出分析結果非常重要。 </p&

7、gt;<p>　　傳統上對硅砂、白云石、等物質進行化學成分分析時，一般都是采用化學分析方法。化學分析方法的樣品處理過程比較繁瑣，操作步驟多、工作量大、比較容易產生人為誤差，并且處理過程耗費時間長，尤其是要對原料和玻璃進行全面的成分分析時，需要1 至2 天甚至更長的時間才可以得出結果，造成進廠原料到貨要花約一天的時間靜候化驗結果。另一方面，原料、產品的分析結果滯后于生產。若改用儀器分析，則可提高檢測效率，并且操作簡單，結果精

8、確，可減免操作過程中引入的人為誤差。 </p><p>　　X 射線熒光光譜分析方法具有分析速度快、操作方法簡單、精確度高、分析范圍廣等優(yōu)點，近年來廣泛地應用在鋼鐵、冶金、地質等方面。 </p><p>　　在冶金工業(yè)中，尤其適用于冶煉過程原材料中常見元素C、SI、MN、P、S、V、CA、FE、MG、AL等及其氧化物的分析。準確度能夠滿足煉鋼生產的需要。由于分析速度快，對控制生產、監(jiān)督生產

9、、提高產品質量起到很大的作用。除了應用于冶煉過程中原材料化學成分的分析外，X 射線熒光分析儀還可應用于玻璃、硅砂、白云石等巖石礦物的成分分析。下面以對硅砂和玻璃中成分的檢測為例進行說明。 </p><p>　　應用X 射線熒光分析儀，測定硅砂原料的Al2O3、Fe2O3、TiO2、K2O，以及玻璃產品的SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、TiO2、Fe2O3、SO3，從樣品制作到得出分析結果，

10、所需時間不到1 h，操作簡單，方便快捷，減少人為誤差，結果準確，誤差少，精確度高，解決了分析結果滯后于生產的矛盾，有利于生產上的控制、監(jiān)督、提高產品質量，滿足工業(yè)的生產需要。測定的樣品的精密度表如下。 </p><p>　　2、X 射線熒光分析儀在地質分析領域中的應用 </p><p>　　海底X 射線熒光探測系統是以新型電致冷Si-PIN 半導體探測器為X 射線探測器，以放射性同位素源為

11、X 射線熒光激發(fā)源，在無液氮冷卻條件下，能夠在水深小于1000m 的海底對沉積物實現原位測量。該探測系統可定量測定元素周期表中從Si ( 14) 到U ( 92) 之間的元素；且一次測量可以同時完成5 種以上，甚至多達十余種元素的定性、定量測定。該系統解決了實際工作中液氮不間斷供應難題，在室溫下能夠實現高靈敏度的多元素原位測定工作。 </p><p>　　為適應地質大調查的需要而研制了新一代的小型化管激發(fā)X 射線

12、熒光測量儀。該儀器采用了低功率小型X 射線管及35kV 高壓電源構成的可控X 射線源，小型低功耗電致冷Si- PIN 半導體探測器，袖珍型計算機為工作平臺構成X 射線熒光能譜分析系統，根據工作環(huán)境的要求，在駐地可直接使用筆記本微機，使其功能強大，直接成圖成像及解釋。在野外使用掌上電腦，實現儀器的便攜化及原位測量。分析元素范圍可從S( Z= 16) 至U ( Z= 92) ，檢出限為1/ 106~ 1/ 105，可用于地質礦產調查、大比例

13、尺化探測量、環(huán)境調查、工業(yè)、考古等領域。 </p><p>　　一種新型高靈敏度便攜式X 射線熒光( XRF) 分析儀基于電致冷Si- PIN 半導體X 射線探測器和微機多道譜儀系統，對銅、鋅、砷等元素的分析檢出限為10，適用于野外現場的天然巖石、土壤和水系沉積物的多元素含量的定量測定，以及工業(yè)原料、半成品、產品快速分析。 </p><p>　　新一代2048 道X 射線熒光( XRF)

14、分析儀是以Amptek 公司研發(fā)的Si- PIN 電致冷半導體探測器為X 射線探測器，以放射性同位素源為X 射線熒光激發(fā)源；采用16 位高速ADC 以及最新推出的EZ- USB 系列控制器來架構多道脈沖幅度分析器；主機采用超薄型簡化配置的筆記本計算機。在野外或室內無液氮冷卻的條件下都能夠實現對礦物等待測樣品的測定， 且一次可以對十余種元素進行定性、定量分析。 </p><p>　　3、X 射線熒光分析儀在礦山開采

15、中的應用 </p><p>　　長期以來，在礦山的開采工作中，主要是通過測量礦石品位來圈定礦體，達到正確開采，合理配礦，從而指導生產的目的。隨著新一代X 射線熒光分析儀的研究與推廣，新一代高分辨率X 射線熒光分析儀可以快速測定銅礦中銅元素品位。下面以對不同品味銅的樣品的分析數據進行說明。下面是部分原銅礦測量結果對比表。 </p><p>　　上表中，與化學分析的結果相比，通過熒光分析所測結

16、果的相對誤差的最小值為0.1403%，準確性已經很高，且最高相對誤差也只有6.1658%。其中相對誤差在5%以內的樣品占總數的90%以上。通過數據分析可見，X 光管作為激發(fā)源的熒光分析法對銅礦不同品味段樣品的測量結果和分析結果基本吻合，在一定程度上確保了兩種分析對比樣品的同一性，使分析結果真正具有可比性。 </p><p>　　X熒光分析儀選用X 光管作為激發(fā)源最大的優(yōu)點在于其可調性。在激發(fā)條件的選擇方面，通過理

17、論分析和實驗得出，凈峰面積隨著管壓和管流的增大而增大。然而，峰背比在較低的管壓和管流的條件下比值較高，但是變化趨勢不明顯。由此得出銅元素的最佳激發(fā)條件。X 熒光分析儀在銅礦中應用中，相對誤差在115 以下，如果要更加準確的測量銅品位，就需要對儀器設備進行精確地改良。 </p><p><b>　　總結 </b></p><p>　　隨著科技的發(fā)展，我國的科學技術有了飛

18、速的發(fā)展，越來越多的新技術與新的科技設備不斷的涌現，而且這些新技術與新設備都得到了廣泛的應用。X射線熒光分析儀是根據X射線熒光的分析確定被測樣品中各組份含量的儀器。而X射線熒光分析儀作為一個新的科學設備也得到了廣泛的應用。而X射線熒光分析儀的廣泛應用也給一些領域帶來了方便。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 蘇丹丹。 X射線

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