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上海千实工程师解析X射线荧光仪的基本原理

标准集团(香港)有限公司作为一家集研发、制造、销售、培训、服务于一体的现代技术企业,上海泛标纺织品检测技术有限公司是内地销售公司,上海千实精密机电科技有限公司是负责工厂生产,致力于将更多检测仪器输送市场,提供纺织类、皮革类、燃烧类、汽车内外饰件、材料环境气候老化等等检测仪器,更可接受非标定制,购买前均可按照客户的要求进行针对性试验,确保所购仪器适用。 上海千实精密机电科技有限公司成立于2012年,专注于研发、设计及生产纺织测试仪器,为学术研究单位及检测机构提供纺织测试仪器和服务,上海千实是目前国内较有竞争力和研发实力的纺织检测仪器厂家之一,研发团队由一群经验丰富的工程师组成,本着全心全意为客户服务,努力推动纺织检测仪器技术革新而努力。

X射线荧光光谱仪通常可分为两大类,波长色散X射线荧光光谱仪和能量(energy)色散X射线荧光光谱仪;


波长色散光谱仪主要部件包括激发源、分光晶体和测角仪、探测器等,而能量色散光谱仪则只需激发源和探测器和相关(related)电子与控制部件,相对简单。


X射线荧光分析仪基本原理:


当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时,驱逐一个内层电子而出现一个空穴;


使整个原子体系处于不稳定的激发态,激发态原子寿命约为10-12-10-14s,然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。


这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁,也可以是辐射跃迁。


当较外层的电子跃迁到空穴时,所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子;


此称为俄歇效应,亦称次级光电效应或无辐射效应,所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的,与入射辐射的能量无关。


当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收,而是以辐射形式放出,便产生X射线荧光,其能量等于两能级之间的能量差。


因此,X射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。


K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中任一电子所填充,从而可产生一系列的谱线,称为K系谱线:


由L层跃迁到K层辐射的X射线叫Kα射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线……。


同样,L层电子被逐出可以产生L系辐射。


如果入射的X射线使某元素的K层电子激发成光电子后L层电子跃迁到K层,此时就有能量ΔE释放出来,且ΔE=EK-EL,这个能量是以X射线形式释放,产生的就是Kα射线,同样还可以产生Kβ射线,L系射线等。


莫斯莱(H.G.Moseley) 发现,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


这就是莫斯莱定律,式中K和S是常数,因此,只要测出荧光X射线的波长,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。

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