XRF适合做快速、无损、多元素同步的元素分析,但它只能测“元素种类和含量”,不能测分子结构、价态和有机官能团。常规可测范围大约是 Na(11)到 U(92);高端波长色散型 WDXRF 在真空/氦气模式下可覆盖到 Be、B、C、O、F 等轻元素,但精度仍明显低于重元素。
XRF的主要优点
无损检测:块体金属、塑料件、涂层件、电子元器件等测试后通常可保留样品。
前处理简单:固体、粉末、液体均可测,很多样品打磨平整或压片即可上机。
多元素同时分析:一次测量可筛查多种元素,适合来料复核、牌号鉴别、RoHS筛查、矿石/合金/土壤快速筛查。
速度快:手持式适合现场筛查,台式 WDXRF 适合实验室高精度定量。
浓度范围宽:可从 ppm 级到 100% 含量范围分析,具体检出限取决于元素、仪器和制样方式。
XRF的主要缺点
轻元素能力弱:H、He、Li 基本无法检测;C、N、O、F、B 等超轻元素信号弱、易被空气吸收,常规 EDXRF 很难测准。
只能测元素总量:无法区分价态和化合物形态,例如不能区分 Cr(III)/Cr(VI),也不能区分 PBB/PBDE 具体溴化阻燃剂。
表面敏感:有效探测深度通常在微米到百微米级,表面氧化层、镀层、油污、涂层会显著影响结果。
基体效应明显:共存元素会吸收或增强荧光信号,高精度定量需要匹配标样校准。
痕量能力有限:常规半定量模式下,低于约 200 ppm 的数据参考价值下降;超痕量分析更适合 ICP-OES/ICP-MS。
谱线干扰存在:相邻元素峰可能重叠,高含量基体也可能掩盖微量元素。
这些样品不适合直接做 XRF
需要测 H、C、N、O、F、B 等轻元素的样品
如有机物主成分分析、聚合物官能团确认、碳含量判定。应改用元素分析仪、CHNS、FTIR、NMR 等。
高碳、高有机物样品未灰化时
含碳量超过约 10% 的样品,直接测会导致基体吸收严重、归一化失真,通常需先高温灰化。
需要区分价态或化合物形态的样品
如六价铬检测、硫化物/氧化物区分、阻燃剂种类确认。XRF 只能给出元素总量。
需要 ppb 级超痕量检测的样品
如高纯试剂、电子级化学品、超低杂质金属。更适合 ICP-MS 或 GDMS。
表面有涂层、氧化皮、油漆、镀层且需测基体成分的样品
若不打磨去除表层,结果可能只反映表面状态。
不均匀、颗粒粗、含水率高或未干燥的粉末
粒度效应、水分和矿物效应都会带来偏差,需研磨、干燥、压片或熔片。
放射性样品、强挥发性/强腐蚀性液体
可能干扰探测器或损坏仪器光路、样品杯和密封膜。
尺寸过薄或过小的样品
轻合金厚度通常要求不低于 5 mm,其他合金不小于 1 mm,其他材料 3–5 mm;块体测试面一般需覆盖测试窗口。
含 Pb、Bi、Sb、Sn、Ag、Hg 化合物、硫化物、卤素等样品采用熔片法时
这类样品可能腐蚀坩埚,熔片制样需提前评估;可改用压片法或其他前处理方式。
含 Rh、Ru、In、Pd 等元素的样品
若仪器使用 Rh 靶光管,这些元素可能受背景或谱线干扰,需提前告知实验室。
来源:网络
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