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微米量級元素分析-微束X射線熒光光譜儀
發(fā)布時間:2020-11-03 09:18:40 點擊:4128
微束X射線熒光光譜儀μ- XRF是價態(tài)和微區(qū)分析的重要工具,具有原位、多維、動態(tài)和非破壞性特征,近些年來呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢,主要應(yīng)用于微米量級區(qū)域內(nèi)的元素分析。
μ- XRF采用X射線透鏡產(chǎn)生小至數(shù)十μum的微束X射線,通常將兩組透鏡分別安裝在發(fā)射道和探測道上,發(fā)射道上采用高光子通量的光源和單毛細管透鏡,探測道上幾乎只采用半聚焦多毛細管透鏡或錐束多毛細管透鏡24.,通過調(diào)節(jié)兩組透鏡的焦點使其聚焦于樣品中,這種“共聚焦”設(shè)置方式不僅提高了初、次級X射線的強度,還能提供多維信息。
同步輻射雖然是進行微區(qū)分析的理想光源,但其裝置龐大、造價高昂,并不適宜于常規(guī)應(yīng)用;高功率X射線管或低功率微焦點X射線管雖然不如同步輻射可以提供非常強的分析能力,但亦可以達到很高的亮度,而且廉價易得,成為應(yīng)用最普遍的μ- XRF光源。
創(chuàng)想熒光光譜儀
目前已有的X射線熒光光譜儀一般不配備X射線聚焦器件,微區(qū)分辨率通常為幾十甚至上百微米,迄今為止,未見微區(qū)分辨率小于10微米的便攜式微束X射線熒光光譜儀的相關(guān)報道。
已有人提出基于X射線毛細管器件的熒光光譜儀,因為使用了 X射線毛細管器件進行聚焦,微區(qū)分辨率提高到幾十微米,但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸龐大,無法實現(xiàn)便攜,且微區(qū)分辨率還不夠高;另有人提出一種能量色散X射線熒光光譜儀,用X射線發(fā)生裝置產(chǎn)生的一次X射線去照射二次靶材,提高了檢測靈敏度,但是儀器結(jié)構(gòu)和控制裝置復(fù)雜,微區(qū)分辨率不高。
X射線熒光光譜儀器經(jīng)過半個多世紀的不斷積累和突破,X射線熒光光譜儀已廣泛滲透進科研、生產(chǎn)和生活的各個方面,促進了各個學(xué)科和技術(shù)的飛躍,物理學(xué)化學(xué)地質(zhì)學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、考古學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、刑偵法檢等學(xué)科和技術(shù)的某些突破性發(fā)展很大程度上都仰賴于X射線熒光光譜儀的應(yīng)用。
在工業(yè)生產(chǎn)特別是冶金工業(yè)中,原材料的質(zhì)量檢查、中間控制及成分分析異常重要。化學(xué)分析法流程長、工作量大、速度慢,不適宜于爐前分析;等離子體發(fā)射光譜法不適宜于測量濃度大的元素,且譜線強度受樣品組分的影響較大,曲線線性也不穩(wěn)定,不利于指導(dǎo)生產(chǎn),而XRF不受樣品形態(tài)的約束,分析范圍廣泛,簡便快速、誤差小、成本低、準確度好、易于自動化,適用于合金工業(yè)生產(chǎn)分析。
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