X射线荧光光谱
- 实验负责人:
- 小组成员:俞熹、姚红英
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1、科学素养
X射线荧光光谱技术(X-Ray Fluorescence, XRF)是利用被激发的样品发出X射线荧光,进而定性或定量确定样品成分的分析方法.该方法具有分析快速、样品处理简单且对样品不具破坏性等优点,被广泛用于RoHS检测及其他物质成分分析等领域.入射X射线称为原级X射线,照射在物质上产生的次级X射线称为X射线荧光.当原级射线入射到样品上,激发待测样品,则受激样品恢复基态时发出不同波长/能量特性的X射线荧光.
X射线荧光既具有波长特性,也具有能量特性,因此相应的X射线荧光光谱仪可以测量其波长特性,也可测量其能量特性,据此分为2种:波长色散型(WDXRF, Wave Dispersive XRF))和能量色散型(EDS, Energy Dispersive Spectrometer).
2、分层次实验教学内容
a)基础内容
- 了解XRF的基本原理并学习XRF的使用;
- 了解RoHS检测标准;
- 学习XRF的定标;
- 利用RoHS软件检测实验室内所用材料比如各种不同导线及导线接头、BNC导线接头、焊锡等;
- 做出能量定标曲线。
b)提升内容
- 在了解XRF原理基础上,对仪器进行标定方法进行研究;
- 对实验室所用材料进行定量分析;
- 了解基体效应修正方法;
- 常见化妆品的RoHS检测;
- 相关食品的RoHS检测;
c)进阶内容
- 利用XRF地矿分析软件学习、研究定量分析问题;
- 标样评测,发现问题;
- 标准曲线技术测评及分类;
d)高阶内容
- 功能开发;
- 峰标识信息的更多设置;
- 多峰拟合的更多设置;
- 程序底层破解——获取峰强度-道数图像数据
3、能力培养
- 自学能力的培养,需要学生自己找XRF的书籍,学习XRF的原理和标定方法等;
- 学习运用知识的能力,把X光实验中的基本知识莫塞莱定律等运用到XRF的实际应用中;
- 发散思维的锻炼,开动脑筋,联系生活实际应用;
4、知识点
- X射线及X射线荧光
- 原级X射线和二级X射线
- X射线产生的原理
- 布拉格定律
- 朗伯-比尔定律,X射线衰减规律
- 材料的吸收边λk, 各种元素的k壳层吸收边与原子序数Z的关系,即莫塞莱定律;
- 波长色散型X射线荧光光谱仪(WD-XRF)
- 能量色散型X射线荧光光谱仪(ED-XRF)
- 半导体探测器
- 多道脉冲幅度分析器
5、学科关联
原子物理,半导体物理,分析仪器(分析化学)
6、延伸实验
- X光实验
- γ能谱仪实验