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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