X射线荧光光谱分析.pptx

主讲人：胡觉昆明理工大学KunmingUniversityofScienceandTechnology材料测试分析方法X射线荧光光谱分析

目录01X-射线荧光的产生及分析原理02X-射线荧光光谱仪的类型03X射线荧光光谱分析方法的应用04X射线荧光光谱仪制样方法05X射线荧光光谱法的特点

01X-射线荧光的产生及分析原理

一、X-射线荧光的产生及分析原理X射线荧光光谱的英文名字是X-rayFluorescencespectrum，简称为XRF，是一种快速的、非破坏式的物质测量方法。主要用于金属元素的测定，在环境科学、高纯物质、矿物、水质监控、生物制品和医学分析等方面有广泛的应用。

一、X-射线荧光的产生及分析原理用X射线照射物质，当照射原子核的X射线能量与原子核的内层电子的能量在同一数量级时，核的内层电子共振吸收射线的辐射能量后发生跃迁，而在内层电子轨道上留下一个空穴。处于高能态的外层电子跳回低能态的空穴，将过剩的能量以X射线的形式放出，所产生的X射线即为代表各元素特征的X射线荧光谱线。（1）X射线荧光的产生X射线激发内层电子跃迁↑空穴外层电子跃迁填补↓X射线荧光X射线荧光谱线的能量等于原子内壳层电子的能级差，即原子特定的电子层间跃迁能量。只要测出一系列X射线荧光谱线的波长，即能确定元素的种类；测得谱线强度并与标准样品比较，即可确定该元素的含量。由此建立了X射线荧光光谱(XRF)分析法。

一、X-射线荧光的产生及分析原理俄歇效应与X射线荧光发射是两种相互竞争的过程。对于原子序数小于11的元素，俄歇电子的几率高。（2）X射线荧光产额但随着原子序数的增加，发射X射线荧光的几率逐渐增加。重元素主要以发射X射线荧光为主。

一、X-射线荧光的产生及分析原理各谱线的荧光产额K、L、M、N系列的顺序递减。因此原子序数小于55的元素通常用K系谱线作分析线，原子序数大于55的元素，考虑到激发条件，连续X射线和分辨率等因素，一般选用L系作分析线。

一、X-射线荧光的产生及分析原理定性分析（3）荧光分析原理每一种元素都有其特定波长（或能量）的特征X射线。由Moseley定律可知，元素的荧光X射线的波长λ随元素的原子序数(Z)增加，有规律地向短波方向移动。通过测定试样中特征X射线的波长（或能量），便可确定试样中存在何种元素，即为X射线荧光光谱定性分析。Moseley定律元素的荧光X射线的波长(?)随元素的原子序数(Z)增加，有规律地向短波方向移动。K，S常数，随谱系(L，K，M，N)而定

一、X-射线荧光的产生及分析原理定量分析元素特征X射线的强度与该元素在试样中的原子数量（即含量）成比例。因此，通过测量试样中某元素特征X射线的强度，采用适当的方法进行校准与校正，便可求出该元素在试样中的百分含量，即为X射线荧光光谱定量分析。

02X射线荧光光谱仪的类型

二、X射线荧光光谱仪的类型波长色散型（WDXRF）：指使用晶体分光的波长色散型光谱仪，效率较低，一般采用大功率光管激发。用于高精度高灵敏度定量分析。X射线荧光光谱仪一般有波长色散型和能量色散型两种。

二、X射线荧光光谱仪的类型由X光管、滤波片、样品杯、分光晶体、探测器、多道分析器计数电路和计算机组成。（1）波长色散型X射线荧光光谱仪

二、X射线荧光光谱仪的类型通常用作测量X射线的探测器具有如下特点：探测器（Detector）在所测量的能量范围内具有较高的探测效率，如在波长色散谱仪中用流气式正比计数器测定超轻元素时，入射窗的窗膜应尽可能用1um或更薄的膜，减少射线的吸收。具有良好的能量线性和能量分辨率。具有较高的信噪比，要求暗电流小，本底计数低。具有良好的高计数率特性，死时间较短。输出信号便于处理，寿命长、使用方便。

二、X射线荧光光谱仪的类型用单晶体或多层薄膜分光，使多色光谱色散成单色谱线；使所选波长进入探测系统中经光电转换和二次分光，获得高分辨率；波长色散光谱仪的特点在4Z92（Be–U）范围内所有元素的光谱均具有很高的分辨率；定性与定量分析的精度和灵敏度高；高能端（Ag/Sn/SbK系光谱），分辨率不如能量色散。

二、X射线荧光光谱仪的类型能量色散型（EDXRF）：以带有半导体探测器和多道脉冲高度分析器为特征的X射线荧光光谱仪，探测效率高，一般采用放射源或小功率光管激发（几瓦到几十瓦）。用于执行快速定性分析和低水平定量分析。（2）能量色散型X射线荧光光谱仪

二、X射线荧光光谱仪的类型用Si(Li)探测器同时测量和显示所有元素的光谱，适用于Na(11)～U(92)范围元素的快速定性定量分析；能量色散光谱仪的特点用探测器的正比特性直接进行光谱分光，不需要使用分光晶体，仪器造价低，价格便宜。激发的荧光强度低，所有元素的最大计数率不超过20000计数