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xrf光谱仪原理

｜XRF基本原理｜X射线荧光光谱（XRF）是一种确定物质中元素的种类和含量的表征手段，又称X射线次级发射光谱分析。其基本原理如图1，在一定的条件下，当入射X射线将微粒激发至高能态时，为保持整个体系的稳定，高能态的电子会向低能态跃迁，同时辐射出被激发微粒的特征X射线。而不同微粒被激发产生的特征X射线的能量和波长是不同的，这是确定物质中元素种类和含量的基本依据。图1

X射线荧光光谱原理示意图图2常见XRF测试仪器｜XRF基本结构｜XRF分析仪器一般由以下几个部分构成，分别是：X射线发生器、分光检测系统、数据分析系统。XRFX射线发生器图3X射线发生器结构示意图XRF分光检测器图4分光检测器结构示意图XRF数据分析系统现阶段国内外XRF仪器的数据分析软件主要以理论分析模型为基础，最基本的理论有以下几种：■

莫塞莱定律(Moseley’slaw)反映各元素X射线特征光谱规律的实验定律。莫塞莱研究从铝到金的38种元素的X射线特征光谱K和L线，得出谱线频率的平方根与元素在周期表中排列的序号成线性关系。表明X射线的特征光谱与原子序数是一一对应的，使X荧光分析技术成为定性分析方法中最可靠的方法之一。■

布拉格定律(Bragg’slaw)反映晶体衍射基本关系的理论推导定律，1912年英国物理学家布拉格父子（W.H.Bragg和W.L.Bragg）推导出了形式简单，能够说明晶体衍射基本关系的布拉格定律。此定律是波长色散型X荧光仪的分光原理，使不同元素不同波长的特征x荧光完全分开，使谱线处理工作变得非常简单，降低了仪器检出限。■

比尔-朗伯定律(Beer-Lambert’slaw)反映样品吸收状况的定律涉及到理论X射线荧光相对强度的计算问题。对于X射线荧光分析技术来说，原级射线传入样品的过程中要发生衰减，样品被激发后产生的荧光X射线在传出样品的过程中也要发生衰减，由于质量吸收系数的不同，使得元素强度并不是严格的与元素浓度成正比关系，而是存在一定程度的偏差。因而需要对此效应进行校正，才能准确的进行定量分析。｜XRF的基本应用｜基本应用定性分析不同元素的荧光X射线具有各自的特定波长，因此根据荧光X射线的波长可以确定元素的组成。如果是波长色散型光谱仪，对于一定晶面间距的晶体，由检测器转动的2θ角可以求出X射线的波长λ，从而确定元素成分。事实上，在定性分析时，可以靠计算机自动识别谱线，给出定性结果。但是如果元素含量过低或存在元素间的谱线干扰时，仍需人工鉴别。首先识别出X射线管靶材的特征X射线和强峰的伴随线，然后根据2θ角标注斜谱线。在分析未知谱线时，要同时考虑到样品的来源，性质等因素，以便综合判断。图5XRF定性分析示意图基本应用定量分析X射线荧光光谱法进行定量分析的依据是元素的荧光X射线强度Li与试样中该元素的含量wi成正比：

Li=Ls

wi式中，Ls为wi=100%时，该元素的荧光X射线的强度。根据上式，可以采用标准曲线法，增量法，内标法等进行定量分析。但是这些方法都要使标准样品的组成与试样的组成尽可能相同或相似，

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