微束X射線螢光光譜儀μ- XRF是價態和微區分析的重要工具,具有原位、多維、動態和非破壞性特徵,近些年來呈現快速發展態勢,主要應用於微米量級區域內的元素分析。
μ- XRF採用X射線透鏡產生小至數十μum的微束X射線,通常將兩組透鏡分別安裝在發射道和探測道上,發射道上採用高光子通量的光源和單毛細管透鏡,探測道上幾乎只採用半聚焦多毛細管透鏡或錐束多毛細管透鏡24.,通過調節兩組透鏡的焦點使其聚焦於樣品中,這種「共聚焦」設置方式不僅提高了初、次級X射線的強度,還能提供多維信息。
同步輻射雖然是進行微區分析的理想光源,但其裝置龐大、造價高昂,並不適宜於常規應用;高功率X射線管或低功率微焦點X射線管雖然不如同步輻射可以提供非常強的分析能力,但亦可以達到很高的亮度,而且廉價易得,成為應用最普遍的μ- XRF光源。
創想螢光光譜儀
目前已有的X射線螢光光譜儀一般不配備X射線聚焦器件,微區解析度通常為幾十甚至上百微米,迄今為止,未見微區解析度小於10微米的可攜式微束X射線螢光光譜儀的相關報導。
已有人提出基於X射線毛細管器件的螢光光譜儀,因為使用了 X射線毛細管器件進行聚焦,微區解析度提高到幾十微米,但是結構複雜、尺寸龐大,無法實現便攜,且微區解析度還不夠高;另有人提出一種能量色散X射線螢光光譜儀,用X射線發生裝置產生的一次X射線去照射二次靶材,提高了檢測靈敏度,但是儀器結構和控制裝置複雜,微區解析度不高。
X射線螢光光譜儀器經過半個多世紀的不斷積累和突破,X射線螢光光譜儀已廣泛滲透進科研、生產和生活的各個方面,促進了各個學科和技術的飛躍,物理學化學地質學、生命科學、材料科學、環境科學、考古學、醫藥衛生、刑偵法檢等學科和技術的某些突破性發展很大程度上都仰賴於X射線螢光光譜儀的應用。
在工業生產特別是冶金工業中,原材料的質量檢查、中間控制及成分分析異常重要。化學分析法流程長、工作量大、速度慢,不適宜於爐前分析;等離子體發射光譜法不適宜於測量濃度大的元素,且譜線強度受樣品組分的影響較大,曲線線性也不穩定,不利於指導生產,而XRF不受樣品形態的約束,分析範圍廣泛,簡便快速、誤差小、成本低、準確度好、易於自動化,適用於合金工業生產分析。