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ROHSXRF分析儀工作原理：X射線熒光光譜技術深度解析

來源：賽非特科學儀器（蘇州）有限公司 2025年08月08日 11:22

　　ROHSXRF分析儀基于X射線熒光光譜技術（XRF），通過激發樣品中元素的特征X射線熒光實現無損、快速檢測，其核心原理與關鍵技術如下：

　　一、激發與熒光發射機制

　　初級X射線激發

　　儀器內置的X射線管（如Rh靶）產生高能初級X射線，穿透樣品表面后與原子內層電子相互作用。當X射線能量超過電子結合能時，內層電子（如K層）被擊出形成空穴，原子進入激發態。

　　特征熒光發射

　　激發態原子不穩定，外層電子（如L層）躍遷填補空穴，釋放能量差形成特征X射線熒光。例如，鉛（Pb）的Kα熒光能量為74.97keV，鎘（Cd）為23.17keV，不同元素的熒光能量具有性，構成“元素指紋”。

　　二、熒光信號檢測與分析

　　能量色散型（EDXRF）檢測

　　采用硅漂移探測器（SDD）直接測量熒光能量，通過多道分析器（MCA）將信號轉換為能譜圖。橫軸為能量（keV），縱軸為計數率，峰值位置對應元素種類，峰面積與含量正相關。

　　波長色散型（WDXRF）檢測

　　通過晶體分光器按波長分離熒光，探測器逐點掃描獲取光譜。WDXRF分辨率更高，但需機械轉動部件，分析速度較慢。

　　三、定量分析技術

　　基本參數法（FPM）

　　基于理論模型計算熒光強度，結合樣品基體效應（如吸收-增強效應）修正結果，適用于復雜基體樣品。

　　經驗系數法

　　使用標準樣品建立校準曲線，通過回歸分析確定元素含量。例如，檢測電路板中鉛含量時，需選擇與樣品基體（如環氧樹脂）匹配的標樣。

　　無標樣分析技術

　　儀器制造商預先存儲標準樣品數據，用戶通過參考樣品校正儀器漂移，實現快速篩查。但該方法對輕元素（如氯、溴）準確性有限。

　　四、技術優勢與應用場景

　　核心優勢

　　無損檢測：無需破壞樣品，適用于成品篩查。

　　快速分析：單次檢測僅需數秒至數分鐘。

　　多元素同步：可同時檢測RoHS指令限定的鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯醚等元素。

　　典型應用

　　電子制造：檢測電路板、連接器中的有害物質。

　　玩具行業：篩查兒童玩具中的重金屬（如銻、砷）。

　　環境監測：分析土壤、水體中的重金屬污染。

　　五、局限性及改進方向

　　檢測限與基體干擾

　　輕元素（如氯、溴）檢測限較高，需采用真空模式或氦氣吹掃減少空氣吸收。復雜基體樣品需結合激光剝蝕（LA-ICP-MS）提高準確性。

　　六價鉻檢測挑戰

　　XRF無法區分鉻的價態，需通過化學滴定或X射線吸收近邊結構（XANES）技術補充分析。

　　ROHSXRF分析儀通過精準激發與檢測元素特征熒光，為環保合規檢測提供了高效、可靠的技術手段，是電子產業綠色轉型的關鍵工具。

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