II-3大型仪器鉴定跟一电子探针、XRF、XRD资料
XRF分析仪测试常见知识
XRF测试常识a) X-射线荧光光谱：作为一种比较分析技术，在较严格的条件下用一束X射线或低能光线照射样品材料，致使样品发射特征X射线。
这些特征X射线的能量对应于各特定元素，样品中元素的浓度直接决定射线的强度。
该发射特征X射线的过程称为X射线荧光或XRF。
两个关于XR光谱仪的实际例子是波长散射型(WDXRF)荧光光谱和能量散射型(EDXRF)荧光光谱仪。
b) X-射线激发源：通常是X-射线管或放射性同位素。
c) X-射线探测器：检测X射线光子的装置，并能把它的能量按照光子的振幅比例来转化为具有电子能量的脉冲。
X-射线荧光光谱仪(XRF)：由X-射线激发源、样品测试台、X-射线检测器、数据处理器和控制系统。
XRF 所用的射线对人体有害，所以所有产生射线的设备应该按照严格的安全程序来操作，另外要做好对试验人员的健康防护。
光谱仪准备按照仪器的工作指南给仪器通电，加热设备，并按照厂家的指导说明使仪器稳定。
确保测试稳定，按厂家的指导使检测器稳定。
校准e/ja) 根据仪器用户手册的说明，按照7节中的描述去选择参比样品作为校准样品。
样品中元素的T9E5?7M(u%w C.}六西格玛品质论坛浓度必须各不相同。
如果校准覆盖了很多元素，浓度范围跨度很大，就需要很多校准样品。
校准样品的数量因以下原因减少：—用基本参数法校准(元素少于标准物)—用基本参数法校准(用一个相似元素的标准物).—用基本参数法分析加上经验来校准分析方法校准考虑到光谱的干扰、基体效应和其它效应，这些都会影响到光谱中荧光散射强度的确定。
这些影响的列表可以在这章的附件中找到。
为了保证对每个测量元素合格的分析性能，必需通过选择合适的激发参数使仪器处于最佳的测量条件。
这些条件是仪器特有的。
具有代表性地，这些信息可以分析者的指导手册中找作为一般的指导，建议方法的使用者知道相互元素光谱的干扰和样品间的基体的变化会充分影响到每个分析物结果的准确度、精密度和最小检测限。
II-3-大型仪器鉴定之一电子探针、XRF、XRD
测定充填处理红宝石的结果显示充填物为
铅玻璃。
宝石鉴定常用大型仪器
电子探针
X荧光
X衍射
扫描电镜
透射电镜
红外
拉曼
X荧光原理
X射线照射到样品表面，产生特征X射线，根
据所得的特征X射线确定样品的元素组成。
X射线
原子
荧光(特征X射线)
定性分析与定量分析
X荧光定性分析
宝石鉴定方法
第三章 大型仪器鉴定
宝石鉴定大型仪器
对一般宝石品种的鉴定工作只需借助常规仪器即
可。
但随着人工生长与改善宝石技术的迅速提高，其
产品与天然相似物间的识别越来越难，有时为了
准确地鉴定，或者开展对宝石的研究工作，均需
动用大型仪器。
大型仪器不但购置和运转的成本高，而且常对样
品有损伤，应谨慎使用。
测量角度的重现性 ±0.001゜(θ)
扫描角度范围
-6～＋163゜（2θ）， -180～＋180゜（ θ ）
特点：
连锁安全结构
配备高速运转（10.00°/min）
高精度角度重现性（±0.0001°）
水平型测角仪，能够测定超大型样品、液体样品。
独立2轴驱动，可进行掠入射测量。
高温附件（25℃～1200℃）
料的成份会有一些不同。利用XRD,可进行陶
瓷、绘画考古,如产地及真伪的鉴别。
案例一：江苏新沂县花厅出土了两类陶器，一类属大汶口文
化，而另一类属良渚文化。刘方新等利用X射线衍射对这两
现代仪器分析XRF汇总
中国矿业大学2016级硕士研究生课程考试试卷考试科目现代仪器分析考试时间2016-10-18学生姓名王一鹏学号TS16040101A3所在院系化工学院任课教师何亚群教授中国矿业大学研究生院培养管理处印制XRF在矿物加工领域中的应用王一鹏（中国矿业大学化工学院）摘要：X射线荧光光谱分析（X Ray Fluorescence，XRF）是固体物质成分分析的常规检测手段，也是一种重要的表面/表层分析方法。
本文主要介绍了X射线荧光光谱仪的工作原理及主要构造，并分析了X射线荧光光谱分析在矿物加工学领域中的应用。
关键词：XRF 原理表面/表层分析矿物加工1 X射线荧光光谱分析概述X射线荧光光谱分析（X Ray Fluorescence，XRF）是固体物质成分分析的常规检测手段，也是一种重要的表面/表层分析方法。
由于整体技术和分光晶体研制发展所限，早期的X射线荧光光谱仪检测范围较窄，灵敏度较差。
随着测角仪、计数器、光谱室温度稳定等新技术的进步，使现代X射线荧光光谱仪的测量精密度与准确度有了较大改善。
特别是人工合成多层膜晶体的开发应用使轻元素铍、硼、碳、氮、氧等的X射线荧光光谱分析分析成为可能，这类晶体是由低原子序数和高原子序数物质以纳米级厚度交替叠积而成，其层间厚度可以人工控制，如OVO－B晶体的间距为20纳米，适用于硼和铍的分析。
由于X射线管的功率增大，铍窗减薄，X射线管与样品的距离缩短，为轻元素分析配备了超粗准直器，降低了元素的检出限，技术发展使现代X射线荧光光谱仪的检测范围可达到4Be(铍)～92U(铀)，对元素的检测范围为10-6%~100%。
2 X射线荧光光谱仪工作原理2.1 X射线荧光的物理原理X射线是电磁波谱中的某特定波长范围内的电磁波，其特性通常用能量（单位：千电子伏特，keV）和波长（单位nm）描述。
X射线荧光是原子内产生变化所致的现象。
一个稳定的原子结构由原子核及核外电子组成。
其核外电子都以各自特有的能量在各自的固定轨道上运行，内层电子（如K层）在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚，释放出来，电子的逐放会导致该电子壳层出现相应的电子空位。
X射线萤光光谱仪XRF检验规范标准
AG-0801-M006-F2Rev.:A1AG-0801-M006-F3 Rev.:A1目錄Content一、目的Purpose二、適用範圍Scope三、樣品檢測條件及方法Test condition & method for sample四、零件及產品測試原則Testing Rule五、測試方法Test Method六、注意事項Attention item七、Attachment1.XRF測試零件及產品類別之有害物質限值表限值表EHS threshold value of ponent type for XRF test2.拆解治工具管理流程The management process for disassembly tools of the ponent.3. XRF治工具季驗證紀錄表(AT-0801-M427-F1)The record of disassembly tools in quarter inspection by XRF (AT-0801-M427-F1).目的：Purpose本規範在建立進料之XRF檢驗標準，以確保品質符合既定之標準。
The purpose of this program is to establish the specification of the XRF inspection for ining materials to assure the quality of materials and ply with specified criteria.一、適用範圍：Scope適用於各大類零件之檢驗。
Apply to all types of materials.二、樣品檢測條件及方法：Test condition & method1.分析方法分為檢量線法及FP法，說明如下：Test methods can be separated to the method of calibration curve and FP method.1.1.檢量線法：對應於XRF之分析條件為〞Cd,Pb, Hg,Br,Cr.bcc〞，適用之材質為塑料、紙張、木材及Mg,Al,Si較輕元素)為主材質之樣品。
(完整word版)电子探针和扫描电镜X射线能谱定量分析通则-国家大型科学仪器
MV_RR_CNG_0396电子探针和扫描电镜X射线能谱定量分析通则1.电子探针和扫描电镜X射线能谱定量分析通则说明2. 电子探针和扫描电镜X射线能谱定量分析通则摘要1 范围本标准规定了与电子探针和扫描电镜联用的X射线能谱仪的定量分析方法的技术要求和规范。
本标准适用于电子探针和扫描电镜X射线能谱仪对块状试样的定量分析。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探计使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 4930—93 电子探针分析标准样品通用技术条件GB/T 15074—94 电子探针定量分析方法通则3 分析方法原理在电子探针和扫描电镜等分析仪器中，应用一定能量并被聚焦的电子束轰击样品时，被轰击区发射出样品中所含元素的特征X射线，利用半导体探测器的能量色散特性，对接收的信号进行转换、放大。
再经过线性放大器、脉冲处理器、多道分析器的进一步放大、处理和分析，可获得各元素的特征X射线的能谱及其强度值，再通过与相应元素的标准样品的X射线能谱的对比测定，以及修正计算处理，最终可以获得被测样品的化学组成的定量分析结果。
4 射线能谱仪4.1 X射线能谱仪的基本组成方框图如下：X射线探测器→前置放大器→线性放大与脉冲处理器→多道分析器→计算机系统4.2 X射线能谱仪的主要组成部分4.2.1 X射线探测器：通常是Si(Li)半导体探测器，用于探测试样发射的X射线，使能量不同的X射线转换为电压不同的电脉冲信号。
4.2.2 前置放大器：将来自探测器的信号作初级放大。
4.2.3 线性放大器和脉冲处理器：将经过前置放大器初级放大的信号作进一步放大、并进行模拟或数字化处理。
4.2.4 多道分析器：将来自脉冲处理器的信号作进一步处理，完成对X射线谱的能量和强度的初步分析。
4.2.5 电子计算机系统：配备有能满足能谱分析所必须的功能完整的硬件和相应的各种分析程序软件，用于对从试样收集到的X射线能谱进行定性和定量分析，并输出分析结果。
XRF检测原理
XRF检测原理·12009-11-16 12:29原理（XRF）仪器由激发源（X射线管）和探测系统构成。
X射线管产生入射X 射线（一次射线），激励被测样品。
样品中的每一种元素会放射出的二次X射线，并且不同的元素所放出的二次射线具有特定的能量特性。
探测系统测量这些放射出来的二次射线的能量及数量。
然后，仪器软件将控测系统所收集的信息转换成样品中的各种元素的种类及含量。
利用X射线荧光原理，理论上可以测量元素周期表中的每一种元素。
在实际应用中，有效的元素测量范围为11号元素（钠Na）到92号元素（铀U）。
全反射X-光荧光分析仪(Total-reflection X-ray Fluorescence Spectrometer,TXRF )传统X-光荧光分析仪(X-ray Fluorescence Spectrometer, XRF )系利用X-光束照射试片以激发试片中的元素，当原子自激发态回到基态时，侦测所释放出来的荧光，经由分光仪分析其能量与强度后，可提供试片中组成元素的种类与含量，具有快速、非接触、非破坏性及多元素分析等特点；然而X-光荧光分析仪分析的灵敏度受到试片基质散射效应及入射X-光与试片基座反应产生的制动幅射的限制，尔后逐渐发展出全反射X-光荧光分析仪，才大幅提高X-光荧光分析仪的灵敏度。
XRF是一项非破坏性的元素定性和定量分析的技术，其原理是根据被入射X 光提升到激发态的样品，在回复到基态时，所放射的X光荧光，具有因元素种类和含量不同而有不同的波长X光射线的特性。
当X光照射样品时，有两种主要的现象发生，即：散射现象（Scattering）和光电吸收（Photoelectric Absorption）。
前者为当入射X光弹性碰撞到晶体样品中的原子时，入射X光的波长λ，和晶格平面间距d，绕射程度n，以及绕射角度θ，有下列的关系：nλ＝2dsinθ（1）（1）式即为布拉格定律（Bragg's Law）。
各仪器对送检样品的要求
各仪器对送检样品的要求1. 核磁共振波谱仪：（1）送检样品纯度一般应>95% ，无铁屑、灰尘、滤纸毛等杂质。
一般有机物须提供的样品量：1H谱>5mg，13C谱>15mg ，对聚合物所需的样品量应适当增加。
（2）本仪器配置仅能进行液体样品分析，要求样品在某种氘代溶剂中有良好的溶解性能，送样者应先选好所用溶剂。
本室常备的氘代溶剂有氯仿、重水、甲醇、丙酮、DMSO 、苯、邻二氯苯、乙腈、吡啶、醋酸、三氟乙酸。
（3）请送样者尽量提供样品的可能结构或来源。
如有特殊要求（如检测温度、谱宽等）请于说明。
2. 红外光谱仪：为了保护仪器和保证样品红外谱图的质量，送本仪器分析的样品，必须做到：（1）样品必须预先纯化，以保证有足够的纯度；（2）样品须预先除水干燥，避免损坏仪器，同时避免水峰对样品谱图的干扰；（3）易潮解的样品，请用户自备干燥器放置；（4）对易挥发、升华、对热不稳定的样品，请用带密封盖或塞子的容器盛装并盖紧，同时必须在样品分析任务单上注明；（5）对于有毒性和腐蚀性的样品，用户必须用密封容器装好。
送样时必须分别在样品瓶标签的明显位置和分析任务单上注明。
3.有机质谱仪：适合分析相对分子质量为50 ~ 2000u 的液体、固体有机化合物样品，试样应尽可能为纯净的单一组分。
4. 气相色谱- 质谱联用仪：气相色谱仪均使用毛细管柱（不能使用填充柱）。
进入气相色谱炉的样品，必须是在色谱柱的工作温度范围内能够完全汽化。
5. 液相色谱- 质谱联用仪：（1）易燃、易爆、毒害、腐蚀性样品必须注明。
（2）为确保分析结果准确、可靠，要求样品完全溶解，不得有机械杂质；未配成溶液的样品请注明溶剂，已配成溶液的样品请标明浓度。
（3）请尽可能提供样品的结构式、分子量或所含官能团，以便选择电离方式；如有特殊要求者，请提供具体实验条件。
（4）液相色谱–质谱联用时，所有缓冲体系一律用易挥发性缓冲剂，如乙酸、醋酸铵、氢氧化四丁基铵等配成。
II-3大型仪器鉴定之一电子探针、XRF、XRD
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X衍射在宝石领域的应用：宝石鉴定
苏纪石主要矿物组成--硅铁锂钠石
X衍射优缺点
优点： 测试样品用量少，测试快速、准确，且不破坏样品。 X射线分析可以确定宝石的种属、区分宝石及其仿制品、
测定晶胞参数。
缺点： 不能区分天然宝石与相对应的合成宝石。 单晶宝石受晶体定向影响、仅能得到平行于晶体表面的部
适用范围：液体、粉末、固体、金属、氧化物等，不受试样形状 和大小的限制，不破坏试样，要求试样应成分均匀。
用途：除了H，He，Li，Be，B，C，N外，可对周期表中从8~O到 92~U作元素的常量、微量的定性和定量分析。
特点:操作快速方便，谱线简单：在短时间内可同时完成多种元 素的分析。
缺点：灵敏度偏低，一般只能分析含量大于0.01％的元素
特点： 连锁安全结构 配备高速运转（10.00°/min） 高精度角度重现性（±0.0001°） 水平型测角仪，能够测定超大型样品、液体样品。 独立2轴驱动，可进行掠入射测量。 高温附件（25℃～1200℃） 功能：无损分析，定性分析、晶格常数确定和应力测定；定量分析、粒径和结晶
中国科学院地质与物理研究所
名称：JXA-8100型电子探针 型号：JXA-8100 性能指标： 日本JEOL公司生产 2006年7 月安装使用 配备4道波谱仪（WDS） 、 OXFORD公司INCA能谱仪（EDS） 以及GATAN公司MonoCL具展谱 功能的阴极发光分析仪（CL）。 空间分辨率7nm； 8块分光晶体，可分析F-U间的 元素。
宝石学应用
鉴定宝石种属
红宝石Al2O3、红色尖晶石MgAl2O4
合成宝石鉴别
早期的合成欧泊中有时含有天然欧泊中不存在的Zr 合成蓝色尖晶石中存在Co 合成钻石中有时存在Fe、Ni等触媒剂成分 。
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宝石鉴定常用大型仪器
电子探针 X荧光 X衍射
扫描电镜 透射电镜 红外 拉曼
电子探针
Electron probe micro analyzer
电子探针分析（EMPA）的基本原理：用直径小于1μm的电 子束来激发样品，然后借助于相应的探测系统和信息处理 系统收集和处理被激发微区所产生的各种信息。 如特征Ｘ射线、二次电子、俄歇电子、透射电子及阴极荧 光等。
北京科技大学
名称：电子探针显微分析仪（EPMA） 型号：JEOL JXA-8100 性能指标：日本电子生产，由四道谱仪、八块分光晶体组成，
专门购置了针对Be和B分析的分光晶体。 主要进行微区化学成分的定性定量分析，特别是轻元素的
定量分析。 二次电子分辨率：6nm（工作距离11mm） 束流范围：10-5 ~ 10-12A 束流稳定度：±0.5×10-3/h；±3×10-3/12h 放大倍数：×40 ~ ×300,000 元素探测范围：4Be ~ 92U 最大分析样品尺寸：100mm×100mm×50mm
适用范围：液体、粉末、固体、金属、氧化物等，不受试样形状 和大小的限制，不破坏试样，要求试样应成分均匀。
用途：除了H，He，Li，Be，B，C，N外，可对周期表中从8~O到 92~U作元素的常量、微量的定性和定量分析。
特点:操作快速方便，谱线简单：在短时间内可同时完成多种元 素的分析。
缺点：灵敏度偏低，一般只能分析含量大于0.01％的元素
中国科学院地质与物理研究所
名称：JXA-8100型电子探针 型号：JXA-8100 性能指标： 日本JEOL公司生产 2006年7 月安装使用 配备4道波谱仪（WDS） 、 OXFORD公司INCA能谱仪（EDS） 以及GATAN公司MonoCL具展谱 功能的阴极发光分析仪（CL）。 空间分辨率7nm； 8块分光晶体，可分析F-U间的 元素。
技术指标： 功率：3KW X光管：超尖锐陶瓷X射线管 分析浓度范围：ppm-100％ 仪器稳定性: RMS≤0.5%
用 途: 适用于各种样品中元素的定性定量测定，分析元素范围 为C、O到U之间的元素， 并可进行镀层厚度及组成分析， 是一种快速、准确的无损检测方法。
北京工业大学材料学院
型 号： XRF-1800 生产厂家：日本SHIMADZU(岛津) 启用日期：2009年10月
宝石鉴定方法
第三章 大型仪器鉴定
宝石鉴定大型仪器
对一般宝石品种的鉴定工作只需借助常规仪器即 可。
但随着人工生长与改善宝石技术的迅速提高，其 产品与天然相似物间的识别越来越难，有时为了 准确地鉴定，或者开展对宝石的研究工作，均需 动用大型仪器。
大型仪器不但购置和运转的成本高，而且常对样 品有损伤，应谨慎使用。
X荧光原理
X射线照射到样品表面，产生特征X射线，根
据所得的特征X射线确定样品的元素组成。
X射线
原子
荧光(特征X射线)
定性分析与定量分析
X荧光定性分析 莫斯莱（moseley)定律 = k（Z-s）-2 特征波长与原子序数Z关系是定性分析的 基础。
X荧光定量分析 在指定波长下，X射线荧光强度与被测元素 的含量成正比，是定量分析的依据。
用途：用以研究微区的化学成份、表面形貌和结构特征等。 特点：微区分析，非破坏性。
EPMA 的原理
电子探针有一套完整的X射线波长和能量探测装置（波 谱仪WDS和能谱仪EDS），用来探测电子束轰击样品所 激发的特征X射线。
由于特征X射线的能量或波长随着原子序数的不同而不 同，只要探测入射电子在样品中激发出的特征X射线波 长或能量，就可获得样品中所含的元素种类和含量， 以此对样品微区成分进行定量分析。
电子探针的优缺点： ������ 分析区小、准确度高、灵敏度高、B-U 无损分析 ������ 低原子序数的误差较大，不能做大面积的成分平
均分析 ������ 仪器比较复杂，价格昂贵
制样的设备
制样
日本电子株式会社
中国科学院地质与物理研究所
名称：SX51型电子探针 型号：SX51 性能指标：法国CAMRCA公司生 产 1994年10月安装使用 配备3道波谱仪（WDS） 、 OXFORD公司LINK ISIS能谱仪 （EDS）以及阴极发光（CL） 探头。 空间分辨率7nm； 8块分光晶体，可分析NaU间的元素。
EPMA的其他应用
对宝石表面或露出宝石表面的晶体包体选 定微区作定点的成分分析和形貌扫描，得 出晶体包体的定性或者定量的化学成分， 图形，确定包体的种类。
测定充填处理红宝石的结果显示充填物为 铅玻璃。
宝石鉴定常用大型仪器
电子探针 X荧光 X衍射
扫描电镜 透射电镜 红外 拉曼
X射线荧光用途：成分的定性、定量分析。 可测定原子序数5~92的元素，可多元素同 时检测。其检测限达10-5~10-9 g·g-1（或 g·cm-3）。
优点：谱线简单；方法特征性强；不破坏 试样；分析含量范围广。
北京工业大学固体所
型 号： Magix(PW2403) 生产厂家：荷兰PANalytical公司 启用日期：2003年11月
宝、红色尖晶石MgAl2O4
合成宝石鉴别
早期的合成欧泊中有时含有天然欧泊中不存在的Zr 合成蓝色尖晶石中存在Co 合成钻石中有时存在Fe、Ni等触媒剂成分 。
合成钻石中的金属包体
宝石鉴定常用大型仪器
北京大学
名称：X射线荧光光谱仪 型号：S4-Explorer 厂家：德国Bruker(布鲁克)公司 性能指标：采用多层膜分光晶体，优化准直器，
超薄75 mｍ铍窗，1000 W端窗陶瓷X光管 。1KW端 窗/75μm铍窗 1000W/多层膜分光晶体/优化准直 器。1 KW端窗，超薄75μm铍窗，多层膜分光晶体， 优化准直器。 分析浓度范围ppm至100%。