X射線熒光光譜分析

        X射線熒光的激發(fā)源使用X射線代替電子束，因?yàn)閄射線的使用避免了樣品過熱的問題。幾乎所有商用 X 射線熒光光譜儀都使用封閉的 X 射線管作為初始激發(fā)光源。一些較簡單的系統(tǒng)可能會(huì)使用放射性同位素源，而 X 射線熒光光譜儀中一般不單獨(dú)使用電子激發(fā)，它于電子顯微鏡中的 X 射線熒光分析。
?? X射線熒光光譜儀具有快速、無損、高精度和適用性強(qiáng)的重要性能，可對(duì)所有元素進(jìn)行快速定量分析。波長色散光譜儀的發(fā)展已將元素范圍擴(kuò)展到碳 (Z=6)。大部分測量范圍可低至10-6級(jí)的檢出限，精度可達(dá)千分之幾。
??一、基本原理
??熒光的產(chǎn)生是因?yàn)槌跏糥射線光子能量大到足以在樣品中產(chǎn)生電子空穴，從而導(dǎo)致二次輻射（熒光）的產(chǎn)生。這種二次輻射是構(gòu)成樣品的元素的特征。用于分離和測量由初始 X 射線激發(fā)產(chǎn)生的離散特征波長的技術(shù)稱為 X 射線熒光光譜。 X 射線熒光光譜提供了一種通過測量元素特征 X 射線輻射的波長或能量來確定元素類型的定性分析方法。同時(shí)，它測量輻射特征譜線的強(qiáng)度，然后將該強(qiáng)度與元素的濃度聯(lián)系起來，即可對(duì)給定元素進(jìn)行定量分析。根據(jù)莫斯萊定律，只要測量X-熒光射線的波長，就可以確定一種元素的存在，只要測量X-熒光射線的強(qiáng)度，就可以確定一種元素的含量。
??二、X射線熒光光譜分析
??X射線熒光光譜分析儀的主要組成部分有：激發(fā)源、檢測器、高壓電源、前置放大器、主放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
?? 1. X射線熒光光譜的獲取方法
??X射線熒光光譜，即X射線發(fā)射光譜，是一種無損儀器分析方法。為了區(qū)分不同寶石的成分，通常使用兩種X熒光光譜技術(shù)：
?? (1)波長色散光譜法：將不同波長的X熒光經(jīng)分光晶體衍射，達(dá)到分光目的，再用檢測器檢測波長處熒光強(qiáng)度的差異。
?? (2)能量色散光譜：首先用檢測器接收所有不同能量的X熒光，檢測器轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)。前置放大后，用多通道脈沖高度分析儀進(jìn)行信號(hào)處理，得到不同能量的X熒光光譜。光譜儀使用光譜晶體，每個(gè)元素的光譜在進(jìn)入檢測器之前已經(jīng)分裂，檢測器一次只能接受某一波長的光譜；而能譜儀使用的檢測器和多道脈沖分析儀則直接測量不同能量能量元素的特征X譜線。圖13-4-1是合成碳化硅和金剛石的X射線熒光光譜。從圖中可以看出，Si的能量峰很尖銳，SiKα的能量峰位于1.739 keV。由于C是輕元素（Z=6），無論是光譜法，還是能譜法，目前都較難檢測。
?? 2. X熒光光譜儀的類型
??(1)便攜式X熒光光譜儀：一般為定性和半定量分析。它基于同位素源作為激發(fā)源。優(yōu)點(diǎn)是體積小，攜帶方便，適用于現(xiàn)場分析，大型工件或設(shè)備上某部位的元素分析，合號(hào)的鑒別；主要缺點(diǎn)是分析精度較差。