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X射线荧光光谱仪的原理介绍

更新时间:2023-07-30      点击次数:634
X射线荧光光谱仪是一种分析物质组成和结构的实验仪器。它利用X射线激发样品中原子的内层电子跃迁,导致外层电子填补内层空位并发出荧光辐射的现象,通过测量这些荧光辐射的能量和强度来确定样品中不同元素的存在及其相对含量。它可以对物质进行非破坏性的分析。它通过对物质中X射线的激发产生的荧光信号进行测量,来确认物质中的成分和含量。
 
X射线荧光光谱仪的主要部件包括X射线管、样品台、能量分析器等。X射线管是产生X射线的主要部件,它由阳极和阴极组成,当高压电施加到阳极和阴极之间时,阴极会发射电子撞击阳极产生X射线。样品台是支撑样品的平台,可以使样品与X射线束垂直或成一定角度。能量分析器是用来分析荧光辐射的能量和强度的部件,其主要由晶体、色散器和探测器组成。晶体可以将荧光辐射分散成不同的能量,色散器可以筛选出所要分析的元素的荧光辐射,探测器则可以将荧光辐射转换为电信号。
 
X荧光光谱仪主要由激发源( X射线管)和探测系统构成。其原理就是: X射线管通过产生入射X射线(一次X射线) , 来激发被测样品。受激发的样品中的每一 种元素会放射出二次X射线(又叫X荧光) , 并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量或者波长。然后,仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。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 ,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,可以进行元素定分析。用X射线照射试样时,试样可以被激发出各种波长的荧光X射线,需要把混合的X射线按波长(或能量)分开,分别测量不同波长(或能量)的X射线的强度,以进行定性和定量分析,为此使用的仪器叫X荧光光谱仪。由于X荧光具有一定波长,同时又有一定能量,因此, X射线荧光光谱仪有两种基本类型:波长色散型和能量色散型。