XRF - 能量色散 X 射线荧光分析

快速。简单。非破坏性。

X 射线束使样品中的原子电离,探测器检测由此产生的荧光辐射,我们内部开发的软件对信号进行处理。

这就是 X 射线荧光分析的工作原理。


测量开始时,X 射线管会发出高能 X 射线--初级辐射。这些射线击中样品中的原子,将原子中的一个近核电子射出,造成不平衡。这种状态是不稳定的。因此,一个来自更高电子层的电子跃迁至空出的位置,发出荧光辐射。

这种辐射的能级就像指纹一样,是有关元素的独特特征。探测器测量荧光辐射并将信号数字化。我们的软件会对信号进行处理并生成光谱:X 轴上绘出检测到的光子的能量,Y 轴上显示其频率(也称为计数率)。光谱中特征峰的位置表征元素,峰值的高度表示样品中元素的浓度。

这个过程在哪里使用?

独一无二且用途广泛:XRF 分析涵盖了从钠到铀的所有技术相关化学元素。

  • 测量涂层/干膜厚度
  • 材料定量分析:确定样品中某种物质的含量
    • 例如珠宝中的黄金含量

    • 例如检测消费品中的重金属等有害健康的元素

    • 例如合金(不锈钢)

    • 例如电镀

哪些因素会影响测量结果?

我们的 XRF 设备中哪些组件对准确可靠的分析影响最大?
了解我们 XRF 设备的基本设计:

XRF - 能量色散 X 射线荧光分析
用于电镀槽液分析的 XRF
  • X 射线管对 X 射线辐射的影响

      小部件,大作用!XRF 设备的 "心脏"--X 射线发生器由一个标准或微聚焦射线管组成,微聚焦射线管为钨、铑、钼或铬。X 射线管的材料决定了用于激发样品的初级 X 射线辐射的能谱。钨靶可产生多用途、高强度的有用光谱,因此在广泛的应用中是理想的选择。在电子和半导体工业的某些领域,则使用由钼、铬或铑制成的微聚焦射线管。

  • 定量分析滤波器

      只有重要的东西才能通过:从射线管到样品的途中,初级 X 射线辐射会经过一个滤波器。过滤材料(如镍或铝制薄片)会吸收部分 X 射线,从而降低相关能量范围内的背景噪声。这样就能提高对低浓度物质微弱信号的灵敏度。例如,铝滤波器有助于检测特别低浓度的铅。

  • 准直器和 X 射线光学

      光圈也称为准直器,位于 X 射线管和样品之间。它限制了初级辐射的横截面,在 X 射线荧光分析 (XRF) 时用于确定样品上的测量点。如果使用小准直器,则只有少量原生辐射到达样品,导致荧光信号微弱。为了弥补这一点,必须相应延长测量时间。

      Fischer 制造的聚焦器。 解决这一问题的方法之一是使用多毛细管光学元件来代替光圈。多毛细管由捆绑在一起的玻璃毛细管组成,可以将几乎所有的原生辐射聚焦到一个小点上,就像放大镜一样。世界上只有两家制造商生产这种光学元件,我们就是其中之一。

  • 定量测定元素的探测器

      XRF 分析仪的另一个组件是探测器,它可以检测荧光辐射并对其进行高精度测量。测量数据随后由我们的分析软件进行处理。根据探测器类型的不同,可以完成不同的测量任务。

      市场上独一无二。只有在我们这里,您才可以选择三种不同类型的探测器,为您的测量任务提供最佳解决方案:

      比例计数管 (PC)是一种成熟的探测器,具有非常大的有效检测区域和一个略微弯曲的窗口。因此可以实现很高的计数率,测量距离可达 0 - 80 毫米。PC 特别适用于测量 1 - 30 µm 范围内的涂层厚度和小测量点。此外,比例计数管具有我们开发的漂移补偿功能,使其具有独特的稳定性。

      比例计数管
      比例计数管

      对于更复杂的涂层厚度测量和材料分析,硅 PIN 二极管探测器是理想的选择。这些半导体探测器具有更高的能量分辨率,因此是分析更复杂材料的理想选择。

      硅 PIN 二极管探测器
      硅 PIN 二极管探测器

      高性能 XRF 光谱仪使用硅漂移探测器 (SDD),这是我们最强大的探测器。它具有特别好的能量分辨率和高检测灵敏度,可提供最佳性能,甚至可以检测样品中浓度极低的元素。它还能精确测量纳米范围内的涂层,并对复杂的多层任务进行可靠的评估。

      硅漂移探测器(SDD)
      硅漂移探测器(SDD)
  • DCM 方法可方便快捷地调整测量距离

      只有我们才能轻松控制距离:我们的距离控制测量 (DCM) 方法提供基于距离的测量校正和可持续调整的灵活测量距离。在整个测量范围内只需进行一次校准,我们的方法可对复杂的几何形状和凹陷进行简单测量,而不会出现与测量头碰撞的风险。

  • X 射线管对 X 射线辐射的影响

      我们的在线 XRF 测量设备 FISCHERSCOPE® XAN® LIQUID ANALYZER 的 "心脏 "是 X 射线发生器。它由一个带有钨靶和铍窗口的微聚焦射线管组成。X 射线管的材料决定了用于激发样品的初级 X 射线辐射的能谱。钨靶的能谱用途广泛、强度高,是理想的应用材料。

  • 定量分析过滤器

      只有重要的东西才能通过:从阳极到样品的途中,初级 X 射线辐射会经过一个过滤器。过滤材料(如镍或铝制薄片)会吸收部分 X 射线,从而降低相关能量范围内的背景噪声。这样就能提高对低浓度物质微弱信号的灵敏度。例如,铝滤波器有助于检测特别低浓度的铅。

  • 作为干扰因素的气泡

      如果分析区域存在气泡,测量结果可能会出现偏差。电镀槽用于电化学反应,其中金属离子从溶液中沉积下来。如果存在气泡,金属离子就会沉积在气泡表面,从而导致分析结果失真。浴槽中某些金属离子的浓度会被低估。

      气泡还会干扰浴槽中液体的流动,尤其是当气泡位于管道中或进出口附近时。这会导致浴槽中的化学物质分布不均,影响溶液的均匀性,并伪造分析值。

  • 测量窗口中的沉积物

      测量池中会出现沉积物,因此需要定期清洁。通过全自动的预防性校准、冲洗和监控过程,我们可以提供污染解决方案,确保最大的技术可用性。

  • 用于镀液分析的其他测量解决方案

      使用适当的附件,我们的许多XRF 设备都可以测量镀液的浓度。如需了解更多信息,请联系我们!

  • XRF - 能量色散 X 射线荧光分析

      • X 射线管对 X 射线辐射的影响

          小部件,大作用!XRF 设备的 "心脏"--X 射线发生器由一个标准或微聚焦射线管组成,微聚焦射线管为钨、铑、钼或铬。X 射线管的材料决定了用于激发样品的初级 X 射线辐射的能谱。钨靶可产生多用途、高强度的有用光谱,因此在广泛的应用中是理想的选择。在电子和半导体工业的某些领域,则使用由钼、铬或铑制成的微聚焦射线管。

      • 定量分析滤波器

          只有重要的东西才能通过:从射线管到样品的途中,初级 X 射线辐射会经过一个滤波器。过滤材料(如镍或铝制薄片)会吸收部分 X 射线,从而降低相关能量范围内的背景噪声。这样就能提高对低浓度物质微弱信号的灵敏度。例如,铝滤波器有助于检测特别低浓度的铅。

      • 准直器和 X 射线光学

          光圈也称为准直器,位于 X 射线管和样品之间。它限制了初级辐射的横截面,在 X 射线荧光分析 (XRF) 时用于确定样品上的测量点。如果使用小准直器,则只有少量原生辐射到达样品,导致荧光信号微弱。为了弥补这一点,必须相应延长测量时间。

          Fischer 制造的聚焦器。 解决这一问题的方法之一是使用多毛细管光学元件来代替光圈。多毛细管由捆绑在一起的玻璃毛细管组成,可以将几乎所有的原生辐射聚焦到一个小点上,就像放大镜一样。世界上只有两家制造商生产这种光学元件,我们就是其中之一。

      • 定量测定元素的探测器

          XRF 分析仪的另一个组件是探测器,它可以检测荧光辐射并对其进行高精度测量。测量数据随后由我们的分析软件进行处理。根据探测器类型的不同,可以完成不同的测量任务。

          市场上独一无二。只有在我们这里,您才可以选择三种不同类型的探测器,为您的测量任务提供最佳解决方案:

          比例计数管 (PC)是一种成熟的探测器,具有非常大的有效检测区域和一个略微弯曲的窗口。因此可以实现很高的计数率,测量距离可达 0 - 80 毫米。PC 特别适用于测量 1 - 30 µm 范围内的涂层厚度和小测量点。此外,比例计数管具有我们开发的漂移补偿功能,使其具有独特的稳定性。

          比例计数管
          比例计数管

          对于更复杂的涂层厚度测量和材料分析,硅 PIN 二极管探测器是理想的选择。这些半导体探测器具有更高的能量分辨率,因此是分析更复杂材料的理想选择。

          硅 PIN 二极管探测器
          硅 PIN 二极管探测器

          高性能 XRF 光谱仪使用硅漂移探测器 (SDD),这是我们最强大的探测器。它具有特别好的能量分辨率和高检测灵敏度,可提供最佳性能,甚至可以检测样品中浓度极低的元素。它还能精确测量纳米范围内的涂层,并对复杂的多层任务进行可靠的评估。

          硅漂移探测器(SDD)
          硅漂移探测器(SDD)
      • DCM 方法可方便快捷地调整测量距离

          只有我们才能轻松控制距离:我们的距离控制测量 (DCM) 方法提供基于距离的测量校正和可持续调整的灵活测量距离。在整个测量范围内只需进行一次校准,我们的方法可对复杂的几何形状和凹陷进行简单测量,而不会出现与测量头碰撞的风险。

  • 用于电镀槽液分析的 XRF

      • X 射线管对 X 射线辐射的影响

          我们的在线 XRF 测量设备 FISCHERSCOPE® XAN® LIQUID ANALYZER 的 "心脏 "是 X 射线发生器。它由一个带有钨靶和铍窗口的微聚焦射线管组成。X 射线管的材料决定了用于激发样品的初级 X 射线辐射的能谱。钨靶的能谱用途广泛、强度高,是理想的应用材料。

      • 定量分析过滤器

          只有重要的东西才能通过:从阳极到样品的途中,初级 X 射线辐射会经过一个过滤器。过滤材料(如镍或铝制薄片)会吸收部分 X 射线,从而降低相关能量范围内的背景噪声。这样就能提高对低浓度物质微弱信号的灵敏度。例如,铝滤波器有助于检测特别低浓度的铅。

      • 作为干扰因素的气泡

          如果分析区域存在气泡,测量结果可能会出现偏差。电镀槽用于电化学反应,其中金属离子从溶液中沉积下来。如果存在气泡,金属离子就会沉积在气泡表面,从而导致分析结果失真。浴槽中某些金属离子的浓度会被低估。

          气泡还会干扰浴槽中液体的流动,尤其是当气泡位于管道中或进出口附近时。这会导致浴槽中的化学物质分布不均,影响溶液的均匀性,并伪造分析值。

      • 测量窗口中的沉积物

          测量池中会出现沉积物,因此需要定期清洁。通过全自动的预防性校准、冲洗和监控过程,我们可以提供污染解决方案,确保最大的技术可用性。

      • 用于镀液分析的其他测量解决方案

          使用适当的附件,我们的许多XRF 设备都可以测量镀液的浓度。如需了解更多信息,请联系我们!

这里采用的是哪种标准?

XRF - 根据 IPC-4552-A/B 和 IPC-4556 进行能量色散 X 射线荧光分析

了解我们的测量设备。