X-ray spectral tsom xam nyob hauv qhov chaw tseem ceeb ntawm txhua txoj hauv kev ntawm kev kawm cov ntaub ntawv. Nws yog dav siv nyob rau hauv ntau yam kev lag luam ntawm kev siv tshuab vim muaj peev xwm ntawm kev nthuav qhia kev tswj tsis tau rhuav tshem cov qauv kuaj. Lub sijhawm los txiav txim siab ib qho tshuaj lom neeg tuaj yeem tsuas yog ob peb feeb xwb; tsis muaj kev txwv rau hom tshuaj nyob rau hauv kev kawm. Kev tshuaj xyuas yog ua tiav ob qho tib si hauv cov ntsiab lus zoo thiab ntau yam.
Lub ntsiab lus ntawm X-ray spectral tsom xam
X-ray spectral tsom xam yog ib qho ntawm lub cev txoj hauv kev rau kev kawm thiab tswj cov ntaub ntawv. Nws yog raws li lub tswv yim uas muaj rau txhua txoj hauv kev ntawm spectroscopy.
Lub ntsiab lus ntawm X-ray spectral tsom xam yog nyob rau hauv lub peev xwm ntawm ib yam khoom los emit tus yam ntxwv X-ray hluav taws xob thaum atoms yog bombarded los ntawm ceev electrons los yog quanta. Nyob rau tib lub sijhawm, lawv lub zog yuav tsum muaj zog ntau dua li lub zog uas tsim nyog los rub tawm cov hluav taws xob los ntawm lub plhaub ntawm lub atom. Xws li ib qho kev cuam tshuam ua rau tsis yog rau qhov pom ntawm cov yam ntxwv hluav taws xob spectrum,muaj cov kab me me ntawm cov kab spectral, tab sis kuj txuas mus ntxiv. Kev kwv yees ntawm lub zog muaj pes tsawg leeg ntawm cov khoom kuaj pom ua rau nws muaj peev xwm kos cov lus xaus txog lub cev thiab tshuaj lom neeg ntawm cov khoom hauv kev kawm.
Nyob ntawm txoj kev ua ntawm cov tshuaj, cov khoom ntawm tib hom lossis lwm yam raug kaw. Kuj tseem muaj X-ray absorption spectroscopy, tab sis feem ntau nws yog ib qho cuab yeej pab kom nkag siab txog cov teeb meem tseem ceeb ntawm cov tshuaj X-ray spectroscopy.
Nyob ntawm Tshuaj
Txoj kev ntawm X-ray spectral tsom xam tso cai rau peb los kawm txog cov tshuaj muaj pes tsawg leeg ntawm ib yam khoom. Txoj kev no kuj tseem siv tau los ua ib qho kev sim uas tsis muaj kev puas tsuaj. Cov hom tshuaj hauv qab no tuaj yeem suav nrog hauv txoj kev tshawb no:
- metals thiab alloys;
- pob zeb;
- iav thiab ceramics;
- fluid;
- abrasives;
- gases;
- amorphous tshuaj;
- polymers thiab lwm yam organic compounds;
Yproteins thiab nucleic acids.
X-ray spectral tsom xam kuj tso cai rau koj los txiav txim siab cov khoom hauv qab no:
- phase composition;
- kev taw qhia thiab qhov loj ntawm ib qho muaju, colloidal hais;
- alloy state diagrams;
- atomic qauv thiab dislocation ntawm cov siv lead ua lattice;
- kev ntxhov siab sab hauv;
- thermal expansion coefficient thiab lwm yam ntxwv.
raws li txoj hauv kev no hauvntau lawm siv X-ray qhov teeb meem nrhiav pom, uas tso cai rau koj los xyuas ntau hom inhomogeneities hauv cov ntaub ntawv:
- shells;
- kev suav teb;
- pores;
- ncig;
- Faulty welds thiab lwm yam tsis xws luag.
Type of analysis
Nyob ntawm txoj kev tsim cov X-rays, cov nram qab no hom X-ray spectral tsom xam qhov txawv:
- X-ray fluorescent. Atoms zoo siab los ntawm thawj X-ray hluav taws xob (high-zog photons). Qhov no kav ntev txog ib microsecond, tom qab uas lawv txav mus rau hauv ib qho chaw ntsiag to, yooj yim txoj hauj lwm. Tom qab ntawd lub zog ntau dhau yog tawm hauv daim ntawv ntawm photon. Txhua yam khoom tso tawm cov khoom no nrog qee theem ntawm lub zog, uas ua rau nws muaj peev xwm txheeb xyuas qhov tseeb.
- X-ray xov tooj cua. Atoms ntawm cov teeb meem tau zoo siab los ntawm gamma hluav taws xob los ntawm cov xov tooj cua isotope.
- Electron sojntsuam. Kev ua kom muaj zog yog ua los ntawm lub teeb tsom electron nrog lub zog ntawm ntau kaum ntawm keV.
- Kev ntsuas nrog ion excitation (protons lossis hnyav ions).
Txoj kev tshaj plaws ntawm X-ray spectral tsom xam yog fluorescence. X-ray excitation thaum tus qauv yog bombarded nrog electrons yog hu ua ncaj qha, thiab thaum irradiated nrog X-rays nws yog hu ua theem nrab (fluorescent).
Fundamentals of X-ray Fluorescence Analysis
X-ray fluorescence txoj kev davsiv hauv kev lag luam thiab kev tshawb fawb. Lub ntsiab tseem ceeb ntawm lub spectrometer yog lub hauv paus ntawm cov hluav taws xob thawj, uas feem ntau yog siv los ua X-ray raj. Raws li kev cuam tshuam ntawm cov hluav taws xob no, cov qauv pib fluoresce, emitting x-rays ntawm kab spectrum. Ib qho ntawm cov yam ntxwv tseem ceeb tshaj plaws ntawm txoj kev yog tias txhua yam tshuaj muaj nws tus kheej spectral yam ntxwv, tsis hais seb nws nyob hauv lub xeev dawb los yog khi (raws li ib feem ntawm txhua qhov sib xyaw). Hloov qhov ci ntsa iab ntawm cov kab ua rau nws muaj peev xwm ua kom muaj nuj nqis ntawm nws cov concentration.
Lub raj X-ray yog lub zais pa sab hauv uas lub tshuab nqus tsev tsim. Nyob rau ntawm ib kawg ntawm lub raj muaj ib tug cathode nyob rau hauv daim ntawv ntawm ib tug tungsten hlau. Nws yog rhuab los ntawm hluav taws xob tam sim no rau qhov kub thiab txias uas ua kom cov emission ntawm electrons. Ntawm qhov kawg yog ib qho anode nyob rau hauv daim ntawv ntawm lub hom phiaj hlau loj. Lub peev xwm sib txawv yog tsim los ntawm cathode thiab anode, vim tias cov electrons tau nrawm.
Cov khoom siv hluav taws xob txav ntawm kev kub ceev ntaus lub anode thiab excite bremsstrahlung. Muaj lub qhov rais pob tshab nyob rau hauv lub phab ntsa ntawm lub raj (feem ntau nws yog ua los ntawm beryllium) los ntawm cov x-rays tawm. Lub anode hauv X-ray spectral tsom xam cov cuab yeej yog tsim los ntawm ntau hom hlau: tungsten, molybdenum, tooj liab, chromium, palladium, kub, rhenium.
Decomposition ntawm hluav taws xob rau hauv spectrum thiab nws cov ntawv sau npe
Muaj 2 hom X-ray dispersion nyob rau hauv spectrum - yoj thiab lub zog. Thawj hom yog feem ntau. X-ray spectrometers, ua haujlwm ntawm lub hauv paus ntsiab lus ntawm yoj dispersion, muaj cov khoom siv tshuaj ntsuam xyuas uas ua rau cov nthwv dej ntawm ib lub kaum ntse ntse.
Ib leeg siv lead ua yog siv los decompose X-rays rau hauv spectrum:
- lithium fluoride;
- quartz;
- carbon;
- acid potassium lossis thallium phthalate;
- silicon.
Lawv ua lub luag haujlwm ntawm kev sib txawv gratings. Rau kev tsom xam ntau lub ntsiab lus, cov cuab yeej siv ib txheej ntawm cov khoom siv lead ua uas yuav luag tag nrho cov khoom siv tshuaj lom neeg.
X-ray lub koob yees duab yog siv los muab cov duab hluav taws xob, lossis cov qauv diffraction tsau ntawm cov duab thaij duab. Txij li txoj kev no yog kev ua haujlwm hnyav thiab tsis raug, tam sim no tsuas yog siv rau kev kuaj pom qhov tsis zoo hauv X-ray tsom xam ntawm cov hlau thiab lwm yam ntaub ntawv.
Cov ntsuas ntsuas qhov sib npaug thiab cov ntsuas hluav taws xob yog siv los ntsuas cov khoom tawm. Hom tom kawg muaj qhov rhiab heev hauv thaj tsam ntawm cov hluav taws xob nyuaj. Photons poob rau ntawm photocathode ntawm lub ntes tau hloov mus rau hauv hluav taws xob hluav taws xob mem tes. Lub teeb liab thawj zaug mus rau lub amplifier, thiab tom qab ntawd mus rau lub tswv yim ntawm lub computer.
Scope of application
X-ray fluorescence tsom xam yog siv rau cov laj thawj hauv qab no:
- Kev txiav txim siab tsis zoo hauv cov roj thiabcov khoom siv roj av (cov roj av, roj nplua nyeem thiab lwm yam); Cov hlau hnyav thiab lwm cov khoom sib txuas uas muaj kev phom sij hauv av, huab cua, dej, zaub mov;
- tsom xam cov catalysts hauv kev lag luam tshuaj;
- kev txiav txim siab meej ntawm lub sijhawm ntawm cov siv lead ua lattice;
- ntsuas qhov tuab ntawm cov txheej tiv thaiv los ntawm txoj kev tsis muaj kev puas tsuaj;
- txiav txim siab qhov chaw ntawm cov khoom siv raw los ntawm qhov khoom tsim;
- xam ntawm microvolumes ntawm cov teeb meem;
- kev txiav txim siab ntawm lub ntsiab thiab impurity Cheebtsam ntawm pob zeb hauv geology thiab metallurgy;
- Kawm txog cov khoom ntawm kev coj noj coj ua thiab keeb kwm muaj nuj nqis (icons, paintings, frescoes, hniav nyiaj hniav kub, tais diav, ornaments thiab lwm yam khoom ua los ntawm ntau yam ntaub ntawv), lawv yos;
- Kev txiav txim siab ntawm cov ntsiab lus rau kev tshuaj ntsuam xyuas.
Sample npaj
Rau qhov kev kawm, kev npaj ua ntej yog xav tau. Lawv yuav tsum ua raws li cov hauv qab no rau kev tsom xam X-ray:
- Kev tsis sib haum xeeb. Cov mob no tuaj yeem ua tau raws li feem ntau yooj yim rau cov qauv ua kua. Thaum stratifying cov tshuaj tam sim ntawd ua ntej txoj kev kawm, nws yog tov. Rau cov khoom siv tshuaj nyob rau hauv cheeb tsam luv luv ntawm hluav taws xob, homogeneity yog tiav los ntawm kev sib tsoo rau hauv cov hmoov, thiab nyob rau hauv cheeb tsam ntev wavelength, los ntawm fusion nrog flux.
- Resistant rau sab nraud influences.
- Fit nrog cov qauv loader loj.
- Qhov zoo tshaj plaws roughness ntawm cov qauv khoom.
Vim tias cov qauv ua kua muaj ntau qhov tsis zoo (evaporation, hloov hauv lawv lub ntim thaum rhuab, nag lossis daus.precipitate nyob rau hauv qhov kev txiav txim ntawm X-ray hluav taws xob), nws yog qhov zoo dua los siv cov khoom qhuav rau X-ray spectral tsom xam. Cov qauv hmoov yog nchuav rau hauv ib lub cuvette thiab nias. Lub cuvette tau teeb tsa rau hauv lub thawv los ntawm lub adapter.
Rau qhov kev soj ntsuam kom muaj nuj nqis, cov qauv hmoov raug pom zoo kom muab nias rau hauv cov ntsiav tshuaj. Txhawm rau ua qhov no, cov tshuaj yog hauv av rau lub xeev ntawm cov hmoov zoo, thiab tom qab ntawd cov ntsiav tshuaj tau ua rau hauv xovxwm. Txhawm rau txhim kho cov khoom friable, lawv muab tso rau ntawm lub substrate ntawm boric acid. Cov kua yog nchuav rau hauv lub cuvettes siv lub pipette, thaum kuaj xyuas qhov tsis muaj npuas.
Kev npaj cov qauv, xaiv cov txheej txheem kev tshuaj xyuas thiab kev pom zoo, xaiv cov qauv thiab kev tsim kho cov duab ntsuas ntawm lawv yog ua los ntawm X-ray spectral tsom xam cov kws pab cuam uas yuav tsum paub txog cov hauv paus ntawm physics, chemistry., tus tsim ntawm spectrometers thiab cov txheej txheem tshawb fawb.
Qualitative analysis
Kev txiav txim siab ntawm qhov zoo ntawm cov qauv yog ua los txhawm rau txheeb xyuas qee yam tshuaj hauv lawv. Quantification tsis ua. Kev tshawb fawb tau ua raws li hauv qab no:
- npaj qauv;
- npaj lub spectrometer (ua kom sov, txhim kho lub goniometer, teeb tsa lub wavelength range, scanning kauj ruam thiab lub sij hawm raug nyob rau hauv qhov kev pab cuam);
- nrawm nrawm ntawm tus qauv, sau cov spectra tau hauv lub computer nco;
- deciphering lub resulting spectral decomposition.
Kev siv hluav taws xob txhua lub sijhawmscanning yog tso tawm nyob rau hauv lub computer saib nyob rau hauv daim ntawv ntawm ib daim duab, nyob rau hauv lub kab rov tav axis uas lub wavelength yog plotted, thiab nyob rau hauv lub ntsug axis - lub zog ntawm cov hluav taws xob. Lub software ntawm niaj hnub spectrometers ua rau nws muaj peev xwm txiav txim siab cov ntaub ntawv tau. Qhov tshwm sim ntawm kev soj ntsuam X-ray zoo yog cov npe ntawm cov kab tshuaj uas tau pom hauv cov qauv.
xwb
Cov tshuaj tsis raug txheeb xyuas feem ntau tuaj yeem tshwm sim. Qhov no yog vim li cas hauv qab no:
- random deviations ntawm tawg pleb bremsstrahlung;
- kab tawm ntawm cov khoom siv anode, hluav taws xob tom qab;
- instrument yuam kev.
Qhov tsis raug loj tshaj plaws tau tshwm sim nyob rau hauv kev tshawb fawb ntawm cov qauv, uas yog dominated los ntawm lub teeb ntsiab ntawm organic keeb kwm. Thaum ua X-ray spectral tsom xam ntawm cov hlau, qhov kev faib ua feem ntawm tawg tawg yog tsawg.
Quantitative analysis
Ua ntej ua qhov kev soj ntsuam kom muaj nuj nqis, yuav tsum muaj qhov tshwj xeeb ntawm qhov ntsuas ntsuas - nws qhov ntsuas ntsuas siv cov qauv ntsuas. Cov spectrum ntawm cov qauv xeem yog piv nrog cov spectrum tau los ntawm irradiation ntawm calibration qauv.
Qhov tseeb ntawm kev txiav txim siab tshuaj nyob ntawm ntau yam, xws li:
- interelement excitation effect;
- keeb kwm tawg pleb spectrum;
- dev daws teeb meem;
- linearity ntawm suav tus yam ntxwv ntawm tus spectrometer;
- X-ray raj spectrum thiab lwm yam.
Txoj kev no yog qhov nyuaj dua thiab yuav tsum muaj kev tshuaj xyuas kev tshawb fawb, suav nrog cov kev txiav txim siab ua ntej kev sim lossis theoretically.
Nyob zoo ib tsoom niam txiv kwv tij neej tsas sawv daws.
Qhov zoo ntawm txoj kev X-ray muaj xws li:
- muaj peev xwm ntawm kev sim tsis muaj kev puas tsuaj;
- siab rhiab heev thiab raug (kev txiav txim siab impurity txog 10-3%);
- ntau yam tshuaj ntsuam xyuas cov ntsiab lus;
- kev npaj ua qauv yooj yim;
- versatility;
- muaj peev xwm ntawm kev txhais tsis siv neeg thiab kev ua haujlwm siab ntawm txoj kev.
Flaws
Ntawm qhov tsis zoo ntawm X-ray spectral tsom xam yog cov hauv qab no:
- nce kev nyab xeeb;
- xav tau rau tus kheej kawm tiav;
- nyuaj txhais cov tshuaj muaj pes tsawg leeg thaum cov yam ntxwv kab ntawm qee lub ntsiab lus ze;
- tsim nyog los tsim cov anodes los ntawm cov ntaub ntawv tsis tshua muaj los txo cov keeb kwm yav dhau los uas cuam tshuam rau kev ntseeg tau ntawm cov txiaj ntsig.
