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X射线荧光的物理原理:X射线是电磁波谱中的某特定波长范围内的电磁波,其特性通常用能量(单位:千电子伏特,keV)和波长(单位:nm)描述。 X射线荧光是原子内产生变化所致的现象。一个稳定的原子结构由原子核及核外电子组成。其核外电子都以各自特有的能量在各自的固定轨道上运行,内层电子(如K层)在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚,释放出来,电子的逐放会导致该电子壳层出现相应当电子空位。这时处于高能量电子壳层的电子(如:L层)会跃迁到该低能量电子壳层来填补相应当电子空位。由于不同电子壳层之间存在着能量差距,这些能量上的差以二次X射线的形式释放出来,不同的元素所释放出来的二次X射线具有特定的能量特性。这一个过程就是我们所说的X射线荧光(XRF)。X射线的波长元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁,同时发射出具有一定特殊性波长的X射线,根据莫斯莱定律,荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关,其数学关系如下: λ=K(Z? s) ?2 式中K和S是常数。 X射线的能量而根据量子理论,X射线可以看成由一种量子或光子组成的粒子流,每个光具有的能量为: E=hν=h C/λ 式中,E为X射线光子的能量,单位为keV;h为普朗克常数;ν为光波的频率;C为光速。 因此,只要测出荧光X射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,据此,可以进行元素定量分析。 3.X射线荧光应用及分析a) X射线用于元素分析,是一种新的分析技术,但在经过二十多年的探索以后,现在已完全成熟,已成为一种广泛应用于冶金、地质、有色、建材、商检、环保、卫生等各个领域。 b) 每个元素的特征X射线的强度除与激发源的能量和强度有关外,还与这种元素在样品中的含量。 c) 根据各元素的特征X射线的强度,也可以获得各元素的含量信息。这就是X射线荧光分析的基本原理。 4.X荧光与其它方法比较优点: a) 分析速度高。测定用时与测定精密度有关,但一般都很短,2~5分钟就可以测完样品中的全部待测元素。 b) X射线荧光光谱跟样品的化学结合状态无关,而且跟固体、粉末、液体及晶质、非晶质等物质的状态也基本上没有关系。(气体密封在容器内也可分析)但是在高分辨率的精密测定中却可看到有波长变化等现象。特别是在超软X射线范围内,这种效应更为显著。波长变化用于化学位的测定 。 c) 非破坏分析。在测定中不会引起化学状态的改变,也不会出现试样飞散现象。同一试样可反复多次测量,结果重现性好。 d) X射线荧光分析是一种物理分析方法,所以对在化学性质上属同一族的元素也能进行分析。 e) 分析精密度高。 f) 制样简单,固体、粉末、液体样品等都可以进行分析。 缺点: a)难于作分析,故定量分析需要标样。 b)对轻元素的灵敏度要低一些。 c)容易受相互元素干扰和叠加峰影响。 5.X荧光分析仪的分类不同元素发出的特征X射线能量和波长各不相同,因此通过对X射线的能量或者波长的测量即可知道它是何种元素发出的,进行元素的定性分析。同时样品受激发后发射某一元素的特征X射 线强度跟这元素在样品中的含量有关,因此测出它的强度就能进行元素的定量分析。 因此,X射线荧光光谱仪有两种基本类型:波长色散型(WD-XRF)和能量色散型(ED-XRF) 。6.仪器的安装仪器的安装方法非常简便,①将电源线连结到电源插座,将USB连接线同计算机和仪器连接起来。②如果安装打印机,先将打印机电源线连接好,并将打印机数据线,连结到计算机相应的接口上即可。(如果需要安装打印机驱动程序,请按照计算机的提示安装)6.1 安装的环境要求1. 房间内要配备冷暖空调、电脑、打印机等设备2. 房间内不宜有水源、热源、强电磁干扰、易燃物和大量积尘,以及阳光直射。6.2 安装的注意事项避免将本机安装在以下环境:1. 湿度极高和温度极低的环境应避免将本机安装在水龙头、热水器、加湿器等附近,以及温度过低的环境中。如果温度过低,当仪器温度升高(至常温)时,仪器内会形成潮气,这样会毁坏电路板;雨水、湿气、和液体含有矿物质,会腐蚀精密部件。2. 大量积尘的环境灰尘会污染仪器的光路系统,导致仪器检测不准甚至无法检测。3. 易挥发或易燃物的附近。切勿将本机安装在酒精、油漆稀释剂或其他易燃物附近,如果易燃物质与本机内部的电气部件接触,可能会导致火灾或触电事故。4. 易受震动的位置应避免将本机安装在不平稳的桌子或支架上,如柔软表面、不平稳或易受剧烈震动的位置,否则可能导致本机跌落或翻倒,造成人身伤害和财产损失。5. 强电磁干扰的环境中。避免将本机安装在电视机、高压电缆、大功率天线、电焊设备、收音机或类似电子设备的附近。6. 提供充足的安装空间应为本提供充足的安装空间,仪器每一侧距墙、门或其它器物的距离应保持在30cm以上,以便本机操作时不受限制。6.3使用时注意事项1. 切勿尝试拆卸或改装本机,非人员对仪器的处理会损坏仪器。2. 不要溅入液体或让任何异物掉入本机内。如果异物与本机内的电气部件接触,可能会引起短路并且导致火灾或触电事故。3. 如果本机冒烟或发出异常噪音,应立即关闭主电源开关,从电源插座拔出电源线,然后致电当地的授权Skyray经销商。在这种情况下继续使用本机,可能会导致火灾或触电事故。同时应避免在电源插头附近放置物品,以便随时能够拔出本机的电源插头。4. 为安全起见,长时间不使用本机时(例如在夜间)请关闭本机的电源开关。此外,作为附加的安全措施,长期不使用本机时(例如连续的假期期间),请用防尘罩盖好,放在干燥、通风的安全之处,关闭主电源开关并且拔出电源线。7.开关机的方法A、 开机方法检查电源线是否连结好,开启仪器内部的总电源开关,即可启动仪器。再开启计算机,计算机自动进入windows操作界面。(本仪器如需要,可以24小时开机使用)B、关机方法① 先将仪器的测试程序退出,并关闭。② 点击windows桌面左下角,“开始”按钮,在弹出的菜单中,选择“关机 ……”项,在弹出的新对话框中选择“关闭计算机”项,并点击“确定”按钮,关闭