X 射线荧光 (XRF) 是一种非破坏性分析技术，用于确定材料的元素组成。它的工作原理是将样品暴露在高能 X 射线下，使样品中的原子发射出每种元素特有的次级（荧光）X 射线。然后对这些发射的 X 射线进行检测和分析，以确定和量化样品中的元素。由于其准确性和快速性，该过程被广泛应用于采矿、冶金和环境检测等行业。
要点说明：
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激发样品
- X 射线管产生高能初级 X 射线，射向样品。
- 这些 X 射线与样品中原子的内层电子（通常是 K 或 L 壳）相互作用，将它们从轨道中射出。
- 这会在内层电子壳中产生空位，使原子变得不稳定。
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发射荧光 X 射线
- 为了稳定，能量较高的外壳中的电子会下降以填补内壳中的空位。
- 两个外壳之间的能量差以二次（荧光）X 射线的形式释放出来。
- 每种元素都会以特定的能量水平发射出 X 射线，这些 X 射线是用于识别的独特指纹。
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检测和分析
- 探测器捕捉发射的荧光 X 射线，并测量其能量和强度。
- X 射线的能量可确定存在的元素，而强度则与其浓度相关。
- 数据被处理成光谱，其中的峰值与特定元素相对应，可进行定性和定量分析。
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XRF 光谱仪的类型
- 能量色散 XRF (ED-XRF)： 同时测量发射 X 射线的能量，提供快速、简单的分析。
- 波长色散 XRF (WD-XRF)： 利用晶体按波长分离 X 射线，具有更高的分辨率和灵敏度，但需要更多时间。
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应用和优势
- XRF 因其非破坏性而广泛应用于质量控制、环境监测和材料科学领域。
- 它可以分析固体、液体和粉末，无需进行大量的样品制备。
- 该技术准确度高，可检测从钠 (Na) 到铀 (U) 的各种元素，检测浓度从 ppm 到 100% 不等。
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局限性
- 轻元素（钠元素以下）由于荧光产率低而较难检测。
- 基质效应（其他元素的干扰）有时会影响准确性，因此需要校准标准。
- 样品的均匀性对于获得可靠的结果非常重要，因为不平整的表面会影响读数。
通过了解这些关键步骤，采购人员可以根据自己的特定需求（如检测限、速度和样品类型）来评估 XRF 设备。分析轻元素或处理异质样品的能力对您的应用是否至关重要？
汇总表：
| 关键步骤 | 说明 |
|---|---|
| 激发样品 | 高能 X 射线会射出内壳电子，产生不稳定的原子。 |
| 发射 X 射线 | 电子跃迁填补空缺，释放特定元素的 X 射线。 |
| 检测和分析 | 探测器测量能量/强度，以确定元素及其浓度。 |
| XRF 类型 | ED-XRF（快速）和 WD-XRF（高分辨率）可满足不同的精度需求。 |
| 应用领域 | 采矿、冶金、环境测试和质量控制。 |
| 局限性 | 轻元素、基质效应和样品均匀性方面的挑战。 |
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