XRF常见案例分析及应用建议
仪器分析XRF
伦琴 —— X射线
• 1895年9月8日，伦琴正在做阴极射线实验。当他接通阴极射线管的电路 时，他惊奇地发现在附近一条长凳上的一个荧光屏（镀有一种荧光物质 氰亚铂酸钡）上开始发光，恰好象受一盏灯的感应激发出来似的。他断 开阴极射线管的电流，荧光屏即停止发光。由于阴极射线管完全被覆盖 ，伦琴很快就认识到当电流接通时，一定有某种不可见的辐射线自阴极 发出。由于这种辐射线的神密性质，他称之为“X射线”
INFRARED
UV
GAMMA
VISIBLE
X-RAYS
The Electromagnetic Spectrum
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X射线性质
对大多数材料来说是无损的 (除了DNA)
对大数材料来说可以穿透1-50微米 穿透深度取决于X射线的能量 穿透深度取决于材料的性质 对样品的表面处理很敏感 每一个元素发射的X射线能量都是唯一的
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X射线荧光
IONIZATION
EMISSION 高能量的X射线光子照射到内层电 子… 使得该电子摆脱原子核的束缚，逃出 原子并处于“激发”态 外层电子填充了该电离电子的空穴， 并…将多余的能量以X射线光子形 式释放出来
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X射线是…
Electromagnetic Radiation
RADIO MICROWAVE
11
普朗克 —— 量子理论
• 1918年诺贝尔物理学奖的获得者 • 普朗克的伟大成就，就是创立了量子理论 • 普朗克公式：
E ( KeV ) h
hc
12.4
( A)
1.24
(nm )
12
X射线荧光: 两种方式-EDXRF和WDXRF
赛默飞世尔尼通便携式XRF分析仪应用在铀钼矿中案例分享
赛默飞世尔尼通便携式XRF分析仪应用在铀钼矿中便携式XRF分析仪分析技术快速简便、轻巧便携，可直接测试目标样品，现场扣动扳机现场获得测试结果。
样品无需前期加工或需要简单制备，为无损分析法。
分析范围从ppm(g/t)到高百分含量，同时分析超过30种元素。
利用赛默飞世尔尼通便携式XRF分析仪可以快速的对开采中的矿山做过程品位控制。
基于其分析速度快的特点，我们可以加密采样的布点，更加系统的进行现场样品分析，快速获得大量分析数据，是相对于传统分析方法更高效的一种新方法。
对于铀钼矿来说便携式XRF分析仪在15秒以内获得的数据与实验室分析结果具有高度相关性，且仪器表现稳定重现性好。
使用便携式XRF分析仪开采现场过程控制样品的分析结果结合与实验室方法分析结果，铀钼的含量变化趋势完全一致。
总而言之，对于铀钼矿勘探和开采来说，便携式XRF是快速、准确、高效的，对于矿山提高样品分析速度，缩短现场工作周期有重要的意义。
《X荧光光谱法XRF》课件
XRF可以用于土壤和水体中有害元素 的检测，以及能源材料的分析和质量 控制。
3
数据处理和分析
通过对荧光光谱数据进行分析和解释，确定样品中各种元素的含量和组成。
XRF的精度和准确性
1 精度和准确性的定
义
精度是指分析结果的重 复性和一致性，准确性 是指结果和真实值之间 的接近程度。
2 影响精度和准确性
的因素
样品制备、仪器校准、 环境条件以及操作人员 的经验和技术水平都会 影响XRF的精度和准确 性。
《X荧光光谱法XRF》PPT 课件
X荧光光谱法XRF是一种广泛应用于材料分析的技术。本课件介绍了XRF的概 述、仪器和设备、实验操作、精度和准确性、应用领域以及趋势和发展。
概述
XRF简介
X荧光光谱法（XRF）是一种无损的化学分析方法，通过测量材料中的X射线荧光来确定各 种元素的含量和组成。
XRF的应用领域
XRF广泛应用于金属材料分析、矿石成分分析、建筑材料分析等领域，为质量控制和材料研 究提供了强大的工具。
XRF的原理和特点
XRF基于X射线的相互作用原理，具有非接触、快速、多元素分析和无需样品破坏等特点。
XRF的仪器和设备
X射线源和检测器
XRF使用X射线源产生射线， 并使用检测器测量材料中的荧 光辐射来分析元素。
建筑材料分析
XRF可以分析建筑材料中 的重金属含量，用于环境 保护和建筑材料质量的检 测。
XRF的趋势和发展
1
应用领域的拓展
2
XRF在环境保护和能源开发等领域的
应用不断增加，为解决实际问题提供
了有力支持。
3
仪器技术的改进
随着技术的进步，XRF仪器的性能不 断提高，分析速度和准确性得到了显 著提升。
基于XRF在测定铁矿石中的应用研究
基于XRF在测定铁矿石中的应用研究摘要：铁矿石作为世界钢铁行业的主要冶炼原料之一，品质问题对于出产的冶炼产品的质量是具有非常重要的影响意义的。
所以，对于矿石本身进行及时的检测具有非常重要的现实意义。
XRF 分析技术应用于矿石的检测，可以做到快速稳定的检测。
本文主要针对矿石品质检测中的XRF 分析技术进行研究，旨在找出更好的矿石质量检测方式。
关键词：XRF；铁矿石；检测1 铁矿石成分的分析方法现有的铁矿石质量分析方式主要包括：质量分析法、滴定法、色泽比较法、等离子处理法和光谱分析法等。
常见的矿石质量分析法主要依靠广谱检测法对矿质的质量进行初步判定，然后根据所得数据进行就进一步检测。
最为经典的化学成分分析法，主要特点就是检测的精准度较高，所以化学分析方法作为经典分析方法，以其分析的精度高的特点，故而在矿石检测中占有重要的地位[1]。
不过由于其操作方式较为繁复，分析成本高昂等原因，所以已经被包括XRF 法在内的众多检测方式所取代。
2 XRF 分析仪的结构及工作原理XRF 分析仪的结构上，主要是由探测头以及主机组成，其中，探头的主要结构涵盖了激光发生体、测探工具、能量平衡过滤片等部件，主要功能就是通过样品中元射线发生和检测。
主机中，主要是对于已被探测到的信息给予加工，放大和分析。
其中包括了主放大器、处理器等主要部件，最后经过显示设备形成数据[2]。
激光于原子内层进行发生的时候，样品中的元素同样会发生具有特征的射线，这些射线经过探测器和副放大器加以处理之后，形成脉冲电路，其产生的幅度一般取决于特殊元素产生的光线中所含电子的多少，所以电量特点主要受到发出的射线所含的能量影响。
而经过主机的放大和检测之后，就可以通过捕获的脉冲电流的强度来判定元素种类。
于此同时，机器自身携带的射线的含量和特征射线照射率的对比就可以判定所查元素在样本中的蕴含量。
3 XRF分析仪的选择及精确度评价IED-2000D 高精度XRF 快速分析仪具有通过x射线发生装置，本文为了研究的准确性，选用了238 同位素源作激发装置。
X荧光分析原理
X-ray tube
Sample
X光管产生的初级X射线先打在一个二次靶上，二次靶产生的荧光X射线 或散射X射线再照射在样品上，这种仪器的优点是可以实现选择性激发。
波长色散X射线光谱仪
Braggs Law : n=2dsin 布喇格方程
利用晶体的衍射特性区分不同元素发射的特征X射线。值得注意的是晶体 在空间顺序产生色散，而光栅在空间同时产生色散
Na-U之间的元素 能量色散对轻元素和重元素的分辨率不如波长色散，对
中等元素分辨率相当 波长色散通常使用大功率X光管，而能量色散则使用小功
率X光管
帕纳科能量色散X射线荧光光谱仪
Epsilon 5
Epsilon3
Minipal4Biblioteka 帕纳科波长色散X射线荧光光谱仪
典型的波长色散X射线光谱仪（顺序式）
滤纸等多种类型样品都可直接进行分析。 操作简便，自动化程度高。 。
XRF在水泥工业中应用
在水泥工业中XRF可用于下列材料的分析： 煤 石膏 铁矿石、硫酸渣 粘土 石英砂 石灰石、电石渣 生料 熟料、水泥 混合材（石灰石、矿渣、粉煤灰等）
XRF分析的原理
试样受X射线照射后，其中各元素原子的内壳层（K、L 或M壳层）电子被激发逐出原子而引起壳层电子跃迁， 并发射出该元素的特征X射线（荧光）。每一种元素都 有其特定波长（或能量）的特征X射线。通过测定试样 中特征X射线的波长（能量），便可确定试样中存在何 种元素，即为X射线荧光光谱定性分析。元素特征X射线 的强度与该元素在试样中的原子数量（即含量）成比例 。因此，通过测量试样中某元素特征X射线的强度，采 用适当的方法进行校准与校正，便可求出该元素在试样 中的百分含量，即为X射线荧光光谱定量分析。
Axios
X射线荧光光谱分析XRF
X射线荧光光谱分析XRFX射线荧光光谱分析（X-ray fluorescence spectroscopy, XRF）是一种非破坏性的分析方法，用于确定材料中元素的含量和分布。
它基于X 射线与物质相互作用的原理，并通过测量由激发的荧光X射线的能谱来确定样品中的元素组成。
XRF的基本原理是，当样品受到高能X射线束的照射时，其原子会吸收X射线，并且部分电子会从内层轨道被激发到更高的能级。
当这些电子返回到低能级时，它们会释放出能量，形成一系列特定能量的X射线，也称为荧光X射线。
这些荧光X射线的能量和强度与样品中元素的类型和含量相关联。
XRF分为两种类型：射线管激发XRF和放射性源激发XRF。
射线管激发XRF使用X射线管作为激发源，产生高能的X射线束；而放射性源激发XRF则使用放射性同位素作为激发源，释放出α射线或γ射线。
这两种方法都能够激发样品中的荧光X射线。
在XRF分析中，荧光X射线和激发射线通过一组分散器件（如光束限制器、光学系统和能谱仪）分离开来，并通过能谱仪测量它们的能量和强度。
能谱仪通常使用固态探测器（如硅采集器或闪烁体探测器）来测量X 射线的能量和荧光X射线的强度。
这些数据可以用来确定样品中元素的含量，并绘制出能量和强度之间的能谱图。
XRF分析具有许多优点。
首先，它是一种非破坏性的分析方法，不需要对样品进行物理或化学处理，保持了样品的完整性。
其次，XRF分析速度快，可以快速得出结果，适用于大批量样品的分析。
此外，XRF对于大部分元素都有很好的灵敏度，可以测量从质量百分比到微克/克级别的含量。
最后，XRF设备相对简单，操作方便，不需要复杂的仪器和装置。
然而，XRF分析也存在一些限制。
首先，XRF对于低原子序数的元素或轻元素的分析相对困难，因为它们对X射线的吸收较强，荧光X射线的强度较低。
其次，X射线在样品中的深度范围较大，因此对于复杂的多层和多组分样品，需要进行表面处理或准确定位。
最后，XRF的准确性受到矩阵效应和基体效应的影响，需要进行标准曲线校正或基体校正来提高准确性。
XRF技术在环境监测中的应用
XRF技术在环境监测中的应用张旭升 / 黑龙江省桦川县环境保护监测站摘 要 介绍了X射线荧光光谱分析技术测定重金属含量的分析原理及优、缺点，通过实例论述了X射线荧光光谱分析仪在大气、废水、土壤等环境监测方面的应用以及存在的问题。
根据目前的应用情况，探讨了X射线荧光光谱分析技术在环境监测领域的发展趋势。
降低成本、开发简便测试方法，辅以综合测试技术，减少前处理，多金属共同测定是大面积使用X射线荧光光谱分析技术测定环境中重金属的发展方向。
关键词 X射线荧光光谱分析；环境监测；大气；废水；土壤；发展趋势0 引言X射线荧光光谱分析（X Ray Fluorescence，XRF）是一种发展较快的重金属测定技术。
当放射源（一般为X射线管）发出的X射线照射到需要测定的物质上时，被照射物质的原子核外电子会被激发，产生二次X射线（X射线荧光）。
由于元素不同，其能量或波长是不同的，且与待测重金属含量在一定范围内呈现良好的线性关系。
测定X射线荧光的不同能量及数量，通过相应的设备转换为易测量的信号输出，可将其定性和定量。
目前，X射线荧光光谱分析仪主要有台式和便携式两种：台式主要应用于实验室内，对低浓度样品具有良好的检出效果；便携式X射线荧光光谱分析仪主要应用于实验室外，可以对受污染或相对高浓度样品进行监测。
台式和便携式X射线荧光光谱分析仪均可以获得满意的实验结果。
由于XRF良好的操作特性和分析结果，目前，X射线荧光光谱分析仪已广泛应用于各领域中重金属含量的测定。
1 XRF技术的优点X射线荧光光谱分析仪在重金属测定方面，具有简便、分析时间短、对样品无损伤等优点。
在地质样品分析[1]、矿产样品分析、材料中微量金属分析[2]、食品中金属分析[3]、纺织品中重金属分析[4]、环保重金属污染分析等各领域应用非常广泛。
X射线荧光光谱分析仪不需要配备消解设备，只需配备压片设备即可，减小了消解过程对样品准确性的影响，使繁复、耗时的样品前处理变得简单[6]。
XRF法定量分析
XRF法定量分析XRF法定量分析用X射线荧光光谱法对物相定量分析司海恩学号：1202101489本文主要介绍XRF的定量分析原理，新型XRF，如全反射XRF、同步辐射XRF的原理和应用做了简要的概述。
关键词：定量分析、X射线衍射、荧光、定量分析。
X射线荧光分析方法(XRF) 是20世纪60年代得到迅速发展和应用的一种快速元素定量高精密度的分析方法。
近几年来传统的波长色散和能量色散进展不大, 而同步辐射和全反射进展很快, 分析范围和实际应用日益扩大。
目前全世界大约有14000台XRF，其中能量色散月占3000台，仍然发挥主要作用。
XRF分析样品制备简单, 分析过程在常温下进行, 对环境污染较少, 相对于其它手段具有明显的优势。
X射线荧光光谱分析在很多领域得到广泛的应用，X射线荧光光谱仪定性半定量分析可检测绝大部分元素, 而且还具有可测含量范围大(10 - 6～100 %) 和对样品非破坏的特点, 对了解未知物的物质的组成及大致含量是一种很好的测试手段, 无需标样品即可对各种未知样品进行近似分析。
由于无标样定量分析方法的优越性, 目前已越来越多应用于实际中, 相关的报道也有不少[1 ,2 ] 。
在生物领域的应用方面，无标半定量分析法对生物样品进行检测分析, 由于不能同时测定C、H、O、N等轻元素, 而生物中C、H、O、N的含量占大部分, 其机体成分复杂, 采用X射线荧光无标半定量对生物样品中微量元素的准确定量有一定的难度。
因此人们有开发出其他的X射线荧光辐射法来改进七探测性能。
同步辐射同步辐射的特点是强度高, 稳定性好, 光谱范围广, 连续可调。
此外发射角小, 准直性好, 光束偏振, 背景很低。
由于同步辐射有这些独特的优点, 因而引起了分析家的莫大兴趣。
同步辐射是选择诱发X射线发射光谱。
由于吸收限的化学漂移, 反映相当于化学环境内层电子束缚能的系统变化, 因此用同步辐射分析痕量元素的化学态是可能的。
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2.特殊样品处理
uXRF测试的点很小通常 在10毫米左右，如果样品 放置的位置不同，很容易 导致测试结果不一样，而 这种情况下，不一定是仪 器出现问题，也有可能是 样品的材质不均匀。
2.特殊样品处理
2.特殊样品处理
2.特殊样品处理
2.特殊样品处理
3.测试结果的判断
元素 名称 Pb
检测 结果 80.0
-X=此范围内XRF筛选值的样品需要进一步化学测试确认 -σ=至少7次重复对空白样品测量得到的标准偏差 -OL=超出限量 -BL=低于限量
谢谢！
技术支持联系方式：Rohs.sØ Ø Ø XRF不是傻瓜相机，不是法宝。 容易受相互元素干扰和重叠峰影响。 对轻元素的灵敏度很低。
XRF应用要点
Ø Ø Ø 均质材料 筛选阀值 风险分析 经验判断技术参数 相辅相成
XRF技术评估
Ø XRF是一种筛选性检测手段，与化学分析方法相比自然不是最准确的 ，但是它可以快速、无损、低成本的对多数物料进行检测并能做到合 格与不合格（超标）的判断； Ø XRF分析技术也有科学严谨的技术指标体系，不能因是筛选测试就没 有严格的定量概念，只要设备性能优良，使用方法得当，分析员具有 足够的经验技术判断，同样可以得到准确可靠的检测结果； Ø Ø XRF分析仪随着技术的发展，其局限性也会得到突破。 XRF是最环保的分析手段。
XRF常见案例分析及应用建议
-化学实验室工程师黄达亮 Rohs.sh@
随着欧盟绿色环保指令和法规以及我国《电子信息产品污染控制管 理办法》的贯彻、执行，全世界电子制造业掀起了一场绿色的革命。 为了满足这些绿色环保法规的要求和供应链上材料声明的要求，供 应链上的制造厂商无一例外的要对产品中的有害物质进行管控。 国际相关标准及法规 国际相关标准及法规 中国相关标准及法规 中国相关标准及法规
XRF分析设备作为目前一种快速筛选有害物质的有效手段已经广 泛应用在有害物质管控领域。
XRF筛选特点
Ø Ø Ø Ø Ø 无损检测。 快速检验，3～8分钟就可以测完样品中的全部待测元素。 成本低廉，可以进行批量性检验。 制样简单，固体、粉末、液体样品等都可以进行分析。 适用于大规模工业化生产，是一种可有效进行有害物质过程管理的
相关法规—— 国家标准—— 相关法规—— 国家标准—— Ø报废汽车指令（简称ELV指令） ØGB/T 26572-2011电子电气产品 Ø报废汽车指令（简称ELV指令） ØGB/T 26572-2011电子电气产品 ((2000/53/EC) 中限用物质的限量要求 2000/53/EC) 中限用物质的限量要求 Ø包装和包装废弃物指令 Ø包装和包装废弃物指令 (94/62/EC) (94/62/EC) ØROHS指令：2011/65/EU ØROHS指令：2011/65/EU 相关标准—— 相关标准—— ØIEC62321 ØIEC62321 ØIEC61249 ØIEC61249
建议
① 拆分检测 ② 允收标准建立 ③ 风险评估建立 ④ 专业技术及丰富经验的XRF操作人员
测试元素 Pb Cd Hg Cr Br
IEC 62321:2008 Ed.1.Sec.6&Annex D 要求的筛选阀值 聚合物和金属 合成材料 BL≤700-3σ <X <1300 LOD≤500 -3σ<X <1500 +3σ≤OL +3σ≤OL BL≤70 -3σ<X <130 +3σ≤OL BL≤50 -3σ<X <150 +3σ≤OL BL≤700 -3σ<X <1300 +3σ≤OL BL≤700 -3σ<X BL≤300 -3σ<X BL≤500 -3σ<X <1500+3σ≤OL BL≤500 -3σ<X BL≤250 -3σ<X
3σ 91.3
比较
判 定
91.3>8 N.D. 0.0
3σ>X 三倍标准偏差大于检测值，即可以判定“N.D.” N.D.：检测元素含量低于检测下限 但是要避免下述情况： 1.使用了小准直器检测，导致响应信号量少； 2.样品形状不规则，导致有效响应信号量少； 3.检测时间短，数据波动大； 4.样品量过少或厚度不够，导致有效响应信号量少；
错误原因： Ø分析员选择错误方法； Ø仪器选择方法错误； Ø样品非均质材料；
4.人员操作
5.CTI报告解读
Microsoft Office Word 97 - 2003 文档
XRF主要技术发展趋势
①仪器多功能化。 ②仪器小型化。 ③仪器智能化。 ④ X光管和探测器多样化。
XRF选购分析
①设备的测试重复性很关键。 ②仪器的内部配置。 ③保修年限和维修成本。 ④试机。
3.测试结果的判断
干扰元素的判定谱图的分析
Ø谱峰重叠
3.测试结果的判断
u光谱重叠
Ø若不同元素的荧光X射线能量太近，彼此的峰就会互相重 叠，峰的形状就会发生变化。(例子：Pb-Lα和As-Kα)。此 时，因为峰完全重叠为1个，所以不能正确的进行定性分析。 Ø要识别这个元素，用该元素的其他荧光X射线的能量(峰)的存 在来帮助确认。如果Kβ (Lβ)存在，必定Kα (Lα)也存在。 同时，因为Kα : Kβ和Lα : Lβ强度比率大体上已确定，如果 这些比率不同，可能会与另外的元素重叠。
3.测试结果的判断
3.测试结果的判断
u谱图识别的步骤
Ø测试结果均合格的可以不进行谱图识别。 Ø如果测试结果超标，要选取可能造成干扰的谱线进行分析，看是否受到 了干扰。 Ø测试结果选取没有受到干扰的谱线分析是否含有。
3.测试结果的判断
4.人员操作
测试方法 焊锡工作曲线 塑胶工作曲线
测试数据 Pb-1213ppm Pb-47.5ppm
1.荧光产生原理
荧光X射线的产生原理
物质由原子构成，电子和X射线碰撞物质时，物质产生具有原子特有 波长（能量）的X射线。将碰撞产生的X射线称为荧光X射线。
X射线
荧光X射线
空穴 电子
X射线碰撞 电子被打 外侧的电子 出，形成空 落入到空穴 电子 穴
XRF检测范围：Na~U，X射线一般具有难以被轻元素 (原子序数小) 吸收，容易被重元素(原子序数大)吸收的性质。