主题:【原创】X射线荧光光谱分析的特点

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Onway
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曾在一本书上,其中总结列出了X射线荧光光谱分析有如下特点:

1、可直接对块状、液体、粉末样品进行分析,亦可对小区域或微区试样进行分析,如质子X射线荧光通过良好聚焦的带电粒子束可提供0.5μm的束斑。

2、可分析镀层和薄膜的组成和厚度,如用基本参数法薄膜软件可分析多达十层膜的组成和厚度。

3、波长色散和能量色散X射线荧光光谱仪对元素的检测范围为0.00001﹪-100﹪,对水样的分析可达10的-9次方能量级;全反射X射线荧光光谱的检测限已达到10的-9次方--10的-12次方g。他们已满足许多物质的分析要求。

4、随着计算机技术的迅猛发展,理论影响系数和基本参数法用于元素间吸收增强效应校正的软件,已可在线用于常规定量分析。这使得目前进行定量分析时,所用标准样品已由过去必须与试样在物理化学形态上相似的标准样品,过渡为可以用于非相似标准样品,如纯元素或氧化物标准样品,因此进行定量分析更方便。

5、谱仪不仅已具有自动化、智能化、小型化和专业化等特点,并在性能上也有很大改进。如顺序式波长色散仪对主、次量元素测定仅需2s,以至于过去必须用于多道波长色散谱仪分析的项目,现在可用于性能优越、价格低廉的顺序式谱仪完成。这位用户根据需要选用相应的仪器提供更多的选择空间。

6、由于仪器光源稳定,保证了长期稳定性,其指标已从20世纪80年代的0.1﹪提高到目前的0.04﹪,保证了分析数据的可靠性和分析结果的高精度。

7、从常规分析的需要来看,其分析结果的准确度可与化学分析相媲美。除电费和简单的样品制备外,分析成本低。虽然一次性投资大,但往往在3-5年内即可收回成本。如在20世纪80年代我国实施的1:2×10的5次方区域地球化学扫面国家计划(RGNR)中,众多实验室采用了以波长色散X射线荧光为骨干的第三代多元素分析系统,可分析24个以上主量和痕量元素,共分析100万个组合化探样品。仅此一项就节约近1.7亿人民币。产生了巨大的社会经济效益。

8、X射线荧光光谱是非破坏分析方法,随其分析技术的发展,已广泛用于古陶瓷、金属屑和首饰的组成分析,为文物的断源和断代提供了可靠的信息。

9、能量色散仪特别是低分辨率谱仪已是在线分析的首选仪器之一,对提高产品质量起很大作用。

10、除提供组成分析外,以波长色散谱仪为代表,该法还可在许多情况下提供待测元素的价态、配位和键性能等化学态信息。

看到这些特点相信大家对X射线光谱分析会有更深的认识和了解。
我想其中定有大家感兴趣地方,欢迎大家就其中某些特点展开讨论,提出自己的认识或发表自己独特的见解。
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hsteel
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曾在一本书上,其中总结列出了X射线荧光光谱分析有如下特点:

1、可直接对块状、液体、粉末样品进行分析,亦可对小区域或微区试样进行分析,如质子X射线荧光通过良好聚焦的带电粒子束可提供0.5μm的束斑。


关于第一条,确实如此,XRF的应用范围还是很广的。对于块状样品只要能加工成进样器的尺寸,放入样盒,就可以用XRF进行分析。液体样品可以特殊样品在氩气氛下进行直接分析,不过最近我看过把液体样品制成固体状,然后直接在抽真空的情况下当做一般块状样品分析的报道。对于粉末样品如果能直接压片,或者采用各种方式熔成玻璃片同样能够在XRF上分析。
对于微区分析,也有些人研究了专门的微区进样系统。对于能散型的仪器可以和扫描电镜配合使用,进行微区元素定量半定量分析。而波散型的仪器也有专门做微区分析的,比如电子探针EPMA,是电镜和XRF的结合体,其元素定性定量系统本质上就是XRF。
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hsteel
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3、波长色散和能量色散X射线荧光光谱仪对元素的检测范围为0.00001﹪-100﹪,对水样的分析可达10的-9次方能量级;全反射X射线荧光光谱的检测限已达到10的-9次方--10的-12次方g。他们已满足许多物质的分析要求。

对于第三点,随着仪器性能的不断提高,检出限越来越低,对于常规元素,波散型的仪器检测ppm级别的元素含量已不成问题,当然这也和制样的质量有关。我做过1ppm级别的检测,线性还不错,至于0.1ppm本人没有试过,个别元素应该也行,但不能保证对常规元素都行。这样XRF在检出限上就可以和ICP-AES相媲美了,因为ICP虽然检出限要远低于XRF,但在溶液中大稀释比的情况下,反算到物料中的检出限就高不了荧光那么多了
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hsteel
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4、随着计算机技术的迅猛发展,理论影响系数和基本参数法用于元素间吸收增强效应校正的软件,已可在线用于常规定量分析。这使得目前进行定量分析时,所用标准样品已由过去必须与试样在物理化学形态上相似的标准样品,过渡为可以用于非相似标准样品,如纯元素或氧化物标准样品,因此进行定量分析更方便。


人们对未知世界的探索,都希望能用简单的数学式来表达,也许科学发展的极限便是任何科学最终都能用数学来表达。
对于XRF来说,各种校正式层出不穷,也有影响力非常大的,得出的结果也还可以。但对于标准曲线法来说,以个人的经验来说,应遵循这样的原则,能不校正就不校正,虽然有时候校正后曲线回归的却是不错,但具体到测量的时候结果却并没有像曲线回归的那么完美,个人觉得可以从制样方式上存在突破而非一味的求助于数学模型。仅个人观点。
至于无相似标准样品时,采用熔融法要比选择数学校正好的多得多,无相似标样是强烈建议选用熔融法而非数学校正。
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hsteel
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10、除提供组成分析外,以波长色散谱仪为代表,该法还可在许多情况下提供待测元素的价态、配位和键性能等化学态信息。


我见过用XRF做价态研究的报道,但也是尝试性的,从XRF的原理上讲,这种尝试也不会有太大的发展空间。感兴趣的朋友可以找一些相关文献看看。
tyrantgqy
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hsteel
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句句到位,条条精辟;
马屁一定送到。。。

这个马屁好响啊
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