x荧光分析仪资料解析

NITON-XLtWZ

便携式XRF分析仪

强化培训课程分析仪的技术原理平安运用X射线仪器样品的准备标准的测试步骤检测结果的理解试验报告的编写一、分析仪的技术原理RadioWavesInfraredX-raysUltra-violetGammaraysEnergySpectrum,[keV]XRFSpectrometersOpticalEmissionSpectrometersTheEnergySpectrumVisiblelight110100Lambda[Angstrom]=12.4/Energy[keV]Wavelength,[A]1.2412.40.124在样品中激发产生特征X-射线Primaryx-rayradiationXRF：X-RayFluorescenceX射线荧光分析当原子核的内层电子（如K层）受到外来X射线的照射时，会吸取能量而被激发；K层的外层相邻电子层（L层）会马上跃迁补充至K层。由于L层电子能量高于K层，多余的能量便以特征X-射线发散出来。称为亚X射线，又称为荧光。每种原子的电子在跃迁时都以特征X-射线放射能量，依据此X-射线的特征和强度，就可进行定性和定量分析。XRF

－

分

析

技

术仪

器

内

部

结

构XRF分析技术1 从外部发出射线照射样品2 使得样品原子中的电子逃逸并放射特征X-射线3 仪器中的X-射线探测器将特征X-射线转化为电子脉冲4 从探测器产生的信号被放大并传输至微处理器以进行计数和运算5 元素的强度数据被转化为含量数值；结果被储存6 数据显示于操作屏幕7 检测结果被存储在仪器内存中以便日后查看或者下载至电脑二、平安运用X射线仪器辐射种类以及危害NITON公司XRF分析仪的平安性如何平安运用仪器核辐射的危害核辐射的种类：αβγχ中子辐射无色无味，人类器官不能感知其存在！慢性照射在长时间内断断续续的暴露在低水平剂量的辐射环境下。慢性照射产生的作用，只有在照射后的一段时间后，才可能被察觉。急性照射是在很短的时间内受到大剂量的照射。在大多数状况下，大剂量的急性受照能引起立刻损伤，并产生慢性损伤。仪器的平安性仪器不通电、通电后非测试状态时－－完全没有辐射仪器校正时－－在测试窗口辐射量低于0.3uSv/hrX－射线光管启动时、窗口挡板打开时－－窗口正前方100cm处辐射量0.028mSv/hr。手握仪器把柄时－扳机处辐射量是0.9uSv/hr。即要连续运用55555小时≈2314天≈6.4年，才会得到50mSv的辐射1mm的铁片即可屏蔽此仪器的X－射线如何正确运用仪器？手握仪器测试时－检测窗口朝外运用数据线或者蓝牙远程遥控运用台式测试架（可确保无任何辐射泄漏）无测试架则要距离仪器1－2米，检测窗口不朝人依据样品的材质分类：金属材质(MetalMaterial)－合金模式聚合物材质(polymermaterial)－塑料模式电子零件及材料(PWBorComponents)－塑料模式金属类：金属板材，支架等聚合物类：塑料，泡沫，橡胶，海绵等电子元器件类：线路板，电阻，电容等其他类：涂料，颜料，绝缘漆，玻璃，陶瓷，胶木，墨水等三样品的准备（一）均质样品的含义Homogenousmaterial：指不能通过机械方法分解成不同物质的物质，称之为均质物质。样品全部为某一成分组成.例如，由单一成分组成的塑胶、陶瓷、玻璃、金属、合金、纸张、木板、树脂、油漆。

“机械方法分解”指物质通过物理方法进行分解：例如拧开、切断、压碎、研磨、刮削等等。Sn=88Pb=235Zn=57Ti=4%Br=46Sn=135Zn=167Ti=3.3%Br=265Cd=35Pb=50Ti=1.8%Sn=2300Fe=620Zn=4750Ti=0.42%某些状况下，也可不分拆样品,干脆对电子零配件（Componentlevel－组件）最小单位的电子元器件，即通过常规工具可以分拆,但未损坏其功能的最小单元。实例：电子元器件部件如：印刷电路板；电阻；电容器；二极管；集成电路机电部件如：接插件，电缆绝缘体机械部件如：螺钉；经过表面处理的或涂层的外罩或内室；键（键盘中）；具有饰纹或涂层的玻璃；玻璃陶瓷件等（二）

不分拆的非均质样品

简洁分拆后的样品应当如何评价—均质材料A)大表面积样品（应用于全部样品）： 针对XRF而言，判定测试材料的匀整度主要来自于视觉和一些有效的帮助信息。例如，样品在颜色、形态和形态上均表现的很匀整，则基本上该样品是匀整度很高，从而分析前无需再进行机械破坏处理。 典型实例如比较大的，延展过的塑料件，比如，CRT监控箱，塑料壳，厚的传送带，金属合金等等。 测试样品的附加信息必需能够确证其匀整度。例如，很多塑料箱和金属外壳有油漆，甚至在塑料外壳内侧还敷有金属，这种状况下，测试就须要在没有油漆和没有内敷金属的片断处进行，从而须要对样品进行部分的分解，但不是破坏。 金属件可能会被镀上另一种金属，如镀锌，镀镉，镀铬。这些可以通过相对比较高的镀层金属度数鉴别出来，铬有点例外，因为一般铬的镀层都很薄。当您要分析基托材料时，必需将全部的镀层都刮除，再进行检测。

简洁分拆后的样品应当如何评价—均质材料B)小面积样品： 小型电子元件同样须要处理匀整，仪器分析时可以照射分析选定的小型电子元件的片段。选定的样品片段必需看上去比较匀整，例如塑料包装、独立的焊接铅以及分别出来的聚合物等。当分析基托材料时，须要特殊留意金属涂层，聚合物涂层的影响。必要时，必需机械去除涂层再进行检测。

简洁分拆后的样品应当如何评价—均质材料C)涂层和薄的样品： 塑料样品和轻金属（如铝，镁或钛）必需达到5mm厚度；液体样品必需达到15mm厚度；其他金属达到1mm即可。 太小太薄的样品常常不能满足最小样品厚度和质量的检测条件。这种状况下，就必需实行确定的方法:可将确定数量的同样的小样品放入检测杯内，再进行检测。薄的同一样品可以叠加起来达到规定的最小检测厚度之后再进行检测。并且全部的样品同时必需完全覆盖检测窗口。细电线和丝带电缆上的绝缘体不能够干脆当作匀整体，而必需首先分别出金属线再检测。大多数的电源线的直径远远超过5mm，就可以干脆检测绝缘体材料。电源线中的金属线必需在剥离后机械进行检测。四样品的测试步骤（一）合金样品的测试合金分析模式－测试时间30～60秒、对样品的面积、厚薄无要求1、超小样品（最大不超过2毫米x4毫米）将样品叠放于标准X射线样品杯中。由于金属样品密度很高，所以不需要叠加到更大的厚度。2、较大样品选取较大及平整的样品表面（比如焊料棒/圈）进行检测。3、合金的几大豁免条款：①合金中允许添加Pb量：钢合金＜0.35％，铝合金＜0.4％，铜合金＜4％②不锈钢中的Cr塑料分析模式－－测试时间120－200秒；样品须完全覆盖检测窗口、厚度大于5mm1、超小样品（最大不超过2×4mm）将晶体管或电阻放在样品杯中进行叠放，叠放的厚度至少为5mm。假如样品是嵌在塑胶带里，应将其剥离并取出放入样品杯中再进行检测。2、较大样品在XLt797分析仪上放置一两个样品（例如集成电路块），以便完全覆盖分析窗口（放置样品的具体数量由集成电路（IC）的尺寸确定）。3、电缆和导线的绝缘层剥下电缆和导线的绝缘外皮，并将它们放置在盖有聚酯薄膜的X射线样品杯中进行检测。（二）塑料样品的测试小提示 有些状况下，当某些粗电缆的PVC绝缘外皮足够厚从而能够阻挡铜芯发出的X射线干扰时，我们也可以干脆对其进行检测（但这对银芯或锡芯电缆并不适用）。在具体操作过程中，建议用户先将干脆检测电缆（不破坏）与检测剥离下来的绝缘外皮得出的两组数据进行比较，以确认该类样品的最佳处理方式。

精确分析时的样品前处理手工碎板：用剪刀将剪至不大于2×10×10cm3，对于电气零件，其尺寸不得大于4x4cm2，塑料材料的样板其尺寸不得大于5x5mm2。粗磨：将样板碎至直径1mm左右。如有须要，可用液氮预冷冻样板。对于不含金属成分的有机物样板，建议运用低温研磨机。混匀：粗磨后样板在进一步磨碎前，需用搅拌器搅拌匀整，搅拌时间约为45分钟。压成实心塑料块精确分析时运用样品杯当样品厚度超过5mm时，检测结果将趋于稳定（三）混合型样品的测试电路板部件：大型电容器的引脚或主体部分可以运用合金分析模式进行检测，而绝缘外皮（下图中的蓝色封装材料）应当在剥除后，用塑料分析模式检测。假如只是须要对RoSH指令所禁止的元素进行筛检，用户可以运用塑料分析模式检测全部元件并推断相关元素浓度是否超标，从而实现以无损检测的方式拒绝不达标的部件。样品的测试－要点总结在不要求手持检测的状况下，建议用户运用台式测试架以及电脑和NDTr软件遥控XRF分析仪，这样能使操作更简便、平安、重复性更高。任何样品都应与检测窗口干脆接触。（同时也须要疼惜好检测窗口的塑料薄膜，确定不允许被任何物件刺破而掉入仪器内）在筛检样品时，对大多金属样品而言，建议的分析时间为30秒，而对于密度较低的样品（比如聚合物），我们建议对其检测120秒。假如被分析元素（比如Cd和Pb)的浓度低于200ppm那么分析时间应当延长到200秒，以获得更精确的分析数据。为了确认分析结果，用户最好应至少每2小时重复一次校准步骤(CalibrateDetector)以及标准品测试，并在检测任务完全结束之前重复这一步骤。假如公司内部的质量保证/质量限制（QA/QC）程序比上述所述的要求更加严格，那么应当依据相应QA/QC的程序进行操作。用户可以依据公司现行的质量保证/质量限制（QA/QC）程序对本操作程序作出调整或整合，但不能背离NITON在此正式举荐的要点，除非在和NITONLLC进行协商并获核准之后。XRF检测结果：合格（Pass）超标（Fail）“*”可疑件（Inconclusive）“？” 由于电子产品的多样性和困难性，以及业内人士的阅历，我们建议最终用户在运用XRF分析仪时，依据自身的实际状况来设定合格区、超标区和可疑区。五、检测结果的理解

RoHS指令欧盟第2002/95/EC号指令－RestrictionofHazardousSubstances,简称“RoHS”，自2003年2月13日起成为欧盟范围内的正式法律，自2006年7月1日起，全部在欧盟市场上出售的电子电气设备中镉(Cd) <100ppm 铅(Pb) <1000ppm 汞(Hg) <1000ppm 六价铬(Cr6+) <1000ppm 聚溴联苯(PBB) <1000ppm 聚溴联苯醚(PBDE) <1000ppm该指令所涵盖的电子电器产品包括：大型家用器具、小型家用器具、IT和远程通讯设备、用户设备、照明设备、电气和电子工具(不含大尺寸静态工业工具)、玩具，休闲和运动设备和自动支配机如何依据检测数据推断样品是否符合“RoHS指令”①假如一个样品Cd<70ppm、Pb<700ppm、Hg<700ppm、Br<300ppm、Cr<700ppm仪器将会显示“PASS”之样，表示此样品符合“RoHS指令”②假如一个样品Cd、Pb、Hg中任何一个元素的含量超过以上数值，且此超标元素旁出现“？”符号，仪器会显示“INCONCLUSIVE”表示此样品可疑。必需延长测试时间至200秒。如照旧显示“？”，可比较其光谱图进行定性推断。(参考附图)③假如一个样品中Br>300ppm、Cr>700ppm，此元素旁出现“*”，仪器会显示“INCONCLUSIVE”表示此样品可疑，必需将样品送到试验室用GC－MS仪和UV仪分别进行检验PBB&PBDE和Cr6+的含量。④假如一个样品中Cd、Pb、Hg中任何一个元素的含量超过以上数值，且此超标元素旁出现“*”符号，仪器会显示“Fail”表示此样品不符合“RoHS指令”。元素聚合物(ppm)金属材料(ppm)电子元件(ppm)Cd<70pass70<X<130Inconclusive

X>130fail<70pass70<X<130InconclusiveX>130failX<150InconclusiveX>150failPb<700pass700<X<1300Inconclusive

X>1300fail<700pass700<X<1300Inconclusive

X>1300fail<500pass500<X<150InconclusiveX>1500failHg<700pass700<X<1300InconclusiveX>1300fail<700pass700<X<1300InconclusiveX>1300fail<500pass500<X<1500InconclusiveX>1500failBr<300passX>300Inconclusive<250passX>250InconclusiveCr<700passX>700Inconclusive<700passX>700Inconclusive<500passX>500Inconclusive

如何依据检测数据推断样品是否符合“RoHS指令”示例：检测电子元件中的铅假如铅浓度读数大于等于1300ppm，属于“依照RoHS指令NotOK”，该部件被推翻。留意：RoHS指令对某些电子元件存在例外，如陶瓷电阻。这些元件即使含铅，也会被认为是符合“无铅”要求。用户必需熟悉这些特例，以便应用在特定的产品和操作程序中。假如铅浓度读数为小等于700ppm，则“OK”，该部件可以被接受。假如铅浓度的读数在700ppm到1300ppm之间，那么用户应当对其进行进一步的定量分析。探讨：上述标准是建立在铅的被限制浓度为0.1%(1000ppm)基础上的。由于校准方法对于种类繁杂、形态多样的样品无法做到一应俱全，所以我们对相应的接受／拒绝的标准也放得比较松。作为用户来说，通过检测自有的大量样品积累阅历以不断提高检测的确信度，并不断缩小接受／拒绝的区间。物质RoHS豁免项镉生产设备、机器等产品的电镀镉铅玻璃：如荧光管等合金：钢合金＜0.35％，铝合金＜0.4％，铜合金＜4％焊锡：高温融化的焊料中的铅（即锡铅焊料合金中铅含量超过85％）汞荧光灯及灯具六价铬碳钢中的防腐剂，电冰箱制冷剂中的防腐剂PBB&PBDE十溴联苯1300>Pb>700ppmCr>700ppm待测样品(e.g.PCBoard,

Housing,Display)ScreeningwithEDXRFRoHSCompliant“Pass”Br<300ppmCr,Hg,Pb<700ppm

Cd<70ppmMethods:

IR,HPLCBr>300ppm1300>Hg>700ppmMethods:EPA3060A,7196A

DiphenylcarbazideMethods:ED-XRF,AASMethods:

ED-XRF,ICP-AES130>Cd>70ppmMethods:

ED-XRF,ICP-AESPBB/PBDECr+6HgPbCdHg,Pb>1300ppmCd>130ppmRoHSNonCompliant“Fail”InconclusiveKEYIR=InfraredSpectroscopyHPLC=HighPerformanceLiquidChromatographyAAS=AtomicAbsorptionSpectrosco