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1、热能透射X射线衰减后的强度I0散射X射线荧光X射线相干的非相干的+反冲电子俄歇电子光电子=康普顿效应俄歇效应光电效应Review《材料测试技术》《材料测试技术》Review荧光X射线《材料测试技术》Review其能量等于原子内壳层电子的能级差，即原子特定的电子层间跃迁能量只要测出一系列X射线荧光谱线的波长，即能确定元素的种类；测得谱线强度并与标准样品比较，即可确定该元素的含量。由此建立了X射线荧光光谱(XFS)分析法。X射线分析法X射线荧光法X射线衍射法X射线吸收法X射线光电子波谱法直接X射线法X-射线分析法：X-RayAnalysis以X射线为辐射源的分析方法
2、。共同点:(1)属原子发射光谱的范畴；(2)涉及到元素内层电子；(3)以X-射线为激发源；(4)可用于固体表层或薄层分析定性分析——不同元素具有自己的特征谱线元素特征X射线的强度与该元素在试样中的原子数量（即含量）成比例，因此，通过测量试样中某元素特征X射线的强度，可定量分析物质中的元素含量X射线荧光是来源于样品组成的特征辐射，通过测定和分析试样中特征X射线的波长，便可确定存在何种元素，可用来识别物质组成定量分析——谱线强度。X射线荧光光谱的定性和定量分析1竞争几率Auger效应荧光辐射Z<11的元素；重元素的外层空穴；重元素内层空穴；K,L层；1、X射线荧光光
3、谱法特点谱线简单，因为X射线荧光只发射特征线，而不发射连续线，且主要采用K系和L系荧光。分析灵敏度高:大多数元素检出限达分析元素范围宽:B~U(5~92)测量元素含量范围宽:从常量至微量0.000x%—100%制样简单:固体,粉末,晶体、非晶体都可无损分析：属于物理过程的非破坏性分析，试样不发生化学变化分析速度快，可以进行均匀试样的表面分析3、荧光产额单位时间内发出的K系谱线的全部光子数除以同一时间内形成的K壳层空穴数之比。荧光产额近似为：ω=Z4/(A+Z4)原子序数越大荧光产额越大。K线的荧光产额至少是L线的1000倍，L线是M线的1000倍，以此类推。X射
4、线荧光光谱的应用广泛应用于地质、冶金、矿山、电子机械、石油、化工、航空航天材料、农业、生态环境、建筑材料、商检等领域的材料化学成分分析。直接分析对象:固体:块状样品(规则,不规则)比如:钢铁,有色行业(纯金属或多元合金等),金饰品等固体:线状样品,包括线材,可以直接测量固体:钻削,不规则样品,可以直接测量粉末:矿物,陶瓷,水泥(生料,熟料,原材料,成品等),泥土,粉末冶金,铁合金或少量稀松粉末,可以直接测量;亦可以压片测量或制成玻璃熔珠稀土X-射线荧光光谱仪基本原理及应用基础理论与知识1234仪器构造与原理样品制备与分析案例分析当一束高能粒子与原子相互作用时，如
5、果其能量大于或等于原子某一轨道电子的结合能，将该轨道电子逐出，对应的形成一个空穴，使原子处于激发状态。K层电子被击出称为K激发态，同样L层电子被击出称为L激发态。此后在很短时间内，由于激发态不稳定，外层电子向空穴跃迁使原子恢复到平衡态，以降低原子能级。当空穴产生在K层，不同外层的电子（L、M、N…层）向空穴跃迁时放出的能量各不相同，产生的一系列辐射统称为K系辐射。同样，当空穴产生在L层，所产生一系列辐射则统称为L系辐射。当较外层的电子跃迁（符合量子力学理论）至内层空穴所释放的能量以辐射的形式放出，便产生了X荧光。X荧光的能量与入射的能量无关，它只等于原子两能级之
6、间的能量差。由于能量差完全由该元素原子的壳层电子能级决定，故称之为该元素的特征X射线，也称荧光X射线或X荧光。基础理论与知识1何为荧光X射线或X荧光？1基础理论与知识莫塞莱定律布拉格定律朗伯-比尔定律利用X射线荧光进行元素定性、定量分析工作，需要以下三方面的理论基础知识：三大定律123定律1莫塞莱定律莫塞莱定律(Moseley'slaw)，是反映各元素X射线特征光谱规律的实验定律。1913年H.G.J.莫塞莱研究从铝到金的38种元素的X射线特征光谱K和L线，得出谱线频率的平方根与元素在周期表中排列的序号成线性关系。莫塞莱认识到这些X射线特征光谱是由于内层电子的跃
7、迁产生的，表明X射线的特征光谱与原子序数是一一对应的，使X荧光分析技术成为定性分析方法中最可靠的方法之一。布拉格定律(Bragg'slaw)是反映晶体衍射基本关系的理论推导定律。1912年英国物理学家布拉格父子(W.H.Bragg和W.L.Bragg)推导出了形式简单，能够说明晶体衍射基本关系的布拉格定律。此定律是波长色散型X荧光仪的分光原理，使不同元素不同波长的特征X荧光完全分开，使谱线处理工作变得非常简单，降低了仪器检出限。定律2布拉格定律比尔-朗伯定律（Berr-Lambert'slaw）是反应样品吸收状况的定律，涉及到理论X射线荧光相对强度的计算问题。当
8、X射线穿过物质时，由于物
