Сборник статей

Каталог публикаций Интернет-изданий

переводы публикаций из социальной сети для учёных ResearchGate и из других открытых источников Интернета

XRF для идентификации марок сплавов


Анализаторы XRF или анализаторы рентгеновской флуоресценции - это специальные приборы, используемые для анализа материалов в широком спектре отраслей и применений, включая измерение серы в нефти, анализ цемента и минералов, идентификацию положительного материала, анализ толщины покрытия отделки металла, металлолома, сортировки и анализа металлических сплавов (например, анализаторы для драгоценных металлов).


XRF (рентгеновская флуоресценция) работает путем возбуждения электронов в атомах, вызывая изменение энергии, которое затем обнаруживается детектором прибора. Вот пошаговое описание процесса:

  • Первичный пучок рентгеновских лучей высокой энергии испускается из рентгеновской трубки анализатора XRF.

  • Рентгеновский луч высокой энергии взаимодействует с атомами в образце сплава, выбивая электроны из внутренних орбитальных оболочек атома, потому что рентгеновский луч имеет более высокую энергию, чем энергия, которая связывает электроны с их орбитами. Электроны атома связаны на своих орбитах с определенными энергиями. Кроме того, расстояние между орбитальными оболочками уникально для каждого атома, поэтому атом Fe (железа) имеет другое расстояние между своими орбитальными оболочками, чем атом Cr (хрома), чем атом Ti (титан) и т.д.

  • Когда энергия первичного рентгеновского луча выбивает электроны с их орбиты и оставляет вакансии там, где им принадлежат электроны, атом становится нестабильным и должен немедленно заполнить эти вакансии. Он может заполнить эти вакансии, захватывая электроны с более высоких орбит и перемещая их на более низкую орбиту. Например, если электрон выбивается из K-оболочки (самая внутренняя оболочка, ближайшая к ядру), электрон из L-оболочки (следующая оболочка от K-оболочки) может перемещаться из L в K, чтобы заполнить вакансия, создаваемая первичным рентгеновским пучком в K-оболочке. Это флуоресценция.

  • Чем дальше орбитальная оболочка находится от ядра атома, тем больше энергии требуется, чтобы связать ее там. В приведенном выше примере для связывания электрона на орбите L-оболочки требуется больше энергии, чем для связывания электрона на орбите K-оболочки, потому что L-оболочка находится дальше от ядра. Из-за этого электрон, который перемещается с более высокой орбитальной оболочки на более низкую орбитальную оболочку (более близкую к ядру), должен потерять некоторую энергию.

  • Фактически, количество потерянной энергии зависит от разницы в энергии между двумя оболочками.

  • Эта разница в энергии определяется расстоянием между орбитальными оболочками, которое, как указано в (2), уникально для каждого элемента.

  • Таким образом, потеря энергии уникальна в зависимости от элемента, из которого она исходит. Эта энергия затем регистрируется детектором в анализаторе XRF. Поскольку количество энергии, потерянной в процессе флуоресценции, уникально для каждого элемента (поскольку каждый элемент имеет уникальный интервал между его орбитальными оболочками), обнаруженные дискретные энергии флуоресценции указывают, какие элементы присутствуют в образце сплава. Пропорции, в которых обнаруживаются дискретные энергии, указывают на то, сколько каждого элемента присутствует в образце, тем самым обеспечивая полный количественный химический состав сплава.

  • Затем полный химический состав сплава сравнивается со встроенной библиотекой сплавов, которая содержит полные химические характеристики для сотен сплавов. Таким образом, прибор может предоставить пользователю надежную идентификацию класса.

Использованные источники

  1. РЕНТГЕНОВСКИЕ АНАЛИЗАТОРЫ. URL:health-ambulance.ru/336-luchshie-analizatory-xrf.html

  2. XRF for Alloy Grade Identification: How It Works. URL:alloytester.com/how-handheld-xrf-analyzers- work-alloy-grade-identification-alloy-grade- verification#:~:text=The%20high-energy%20x- ray,specific%20energies%20in%20their%20orbits.
Авторизация
Забыли свой пароль?