Принцип работы метода
Рентгенофлуоресцентный анализ основан на измерении энергетического спектра характеристического рентгеновского излучения, испускаемого атомами образца при облучении первичным рентгеновским пучком. Каждый химический элемент обладает уникальным набором энергетических уровней электронных оболочек, что обеспечивает специфичность метода.
При взаимодействии высокоэнергетических фотонов с атомами происходит выбивание электронов с внутренних оболочек. Образовавшиеся вакансии заполняются электронами с внешних уровней, при этом испускаются фотоны с энергиями, характерными для данного элемента. Регистрация этих фотонов позволяет идентифицировать элементный состав материала.
Физические ограничения метода
Матричные эффекты
Точность определения концентрации элементов зависит от состава матрицы образца. Присутствие элементов с близкими атомными номерами может приводить к наложению спектральных линий и искажению результатов измерений.
Ограничения по лёгким элементам
Эффективность регистрации характеристического излучения снижается для элементов с малыми атомными номерами из-за поглощения мягкого рентгеновского излучения в воздухе и входном окне детектора.
Геометрия поверхности
Результаты анализа чувствительны к состоянию поверхности образца. Шероховатость, окисные плёнки и неоднородности могут существенно влиять на интенсивность регистрируемого флуоресцентного излучения.
Типы детекторов и их характеристики
Основными типами детекторов в портативных анализаторах являются PIN-диодные детекторы и кремниевые дрейфовые детекторы (SDD). PIN-детекторы характеризуются более низкой стоимостью и достаточным энергетическим разрешением для определения основных легирующих элементов в сплавах. SDD-детекторы обладают улучшенным энергетическим разрешением и более высокой скоростью счёта, что позволяет определять микропримеси и сокращать время измерения.
Выбор типа детектора влияет на предел обнаружения элементов и точность количественного анализа. Эти параметры критически важны при работе с многокомпонентными сплавами и определении следовых концентраций.