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| XRF基本原理 | |
原理 （XRF）儀器由激發源（X射線管）和探測系統構成。X射線管產生入射X 射線（一次射線），激勵被測樣品。樣品中的每一種元素會放射出的二次X射線，并且不同的元素所放出的二次射線具有特定的能量特性。探測系統測量這些放射出來的二次射線的能量及數量。然后，儀器軟件將控測系統所收集的信息轉換成樣品中的各種元素的種類及含量。利用X射線熒光原理，理論上可以測量元素周期表中的每一種元素。在實際應用中，有效的元素測量范圍為11號元素（鈉Na）到92號元素（鈾U）。 XRF的篩選 X射線熒光光譜儀是*的RoHS篩選檢測儀器，由于其檢測速度快、分辨率、實施無損檢測，所以被廣泛采用。X線熒光光譜儀品牌繁多，以至于分不出誰好誰差了。在《電子信息產品有毒有害物質的檢測方法》IEC62321標準文本里提到：“用能量散射X射線熒光光譜法（ED－XRF）或波長散射X射線熒光光譜法（WD－XRF）對試樣中目標物進行測試，可以是直接測量樣品（不破壞樣品），也可以是破壞樣品使其達到”均勻材料”（機械破壞試樣）后測試。”能真正準確無誤地將試樣篩選出合格、不合格、不確定三種類型，而且能大限度地縮小“不確定”部分就是好儀器。在保證既定準確度的情況下盡可能快速檢測。尤其是企業選購，光譜儀是做日常RoHS監督檢測用，非常看重這一點。所以，能夠準確無誤地將試樣篩選出合格、不合格、不確定三種類型，又能大限度地縮小“不確定”部分，而且全部過程是在極短的時間內完成的X射線熒光光譜儀是滿足使用要求的光譜儀。 性能 性能無疑是評估光譜儀非常重要的指針性能優異的光譜儀做篩選檢測能準確無誤地排查合格和不合格，并將不確定的灰色部分壓縮到小； 有的光譜儀鉛砷不分、鎘的特征譜線與X光管銠電極的特征譜線重迭等。經常誤判； 有的光譜儀檢測鎘的靈敏度不夠，不能準確判定鎘； 大部分光譜儀的檢測穩定性受到X光管老化、環境溫度、電源波動等影響，使數值不準。 由于性能不足，可能發生錯判、誤判、無法判定等事件頻發，不確定的灰色部分比例大增。其后果必然是成本顯著提、風險增加。 關鍵性能參數 1） X光管的電極材料 目前X線熒光光譜儀基本上采用銠靶X光管，有鎢靶X光管的。 A．銠（Rh）靶：銠的特征譜線與鎘的特征譜線重迭；測試需要濾波器。 B．鎢（W）靶：鎢的特征譜線與鉛，的特征光譜重迭，但發射強度。 2）檢測器 A．SDD： 新型的SDD檢測器屬純硅檢測器，分辨率可跟Si-Li檢測器差不多，并且不需要液氮制冷，但穩定性不夠好。是在純n型硅片的射線入射面制備一大面積均勻的pn突變結，在另外一面的中央制備一個點狀的n型陽極，在陽極的周圍是許多同心的p型漂移電極。在工作時，器件兩面的pn結加上反向電壓，從而在器件體內產生一個勢阱（對電子）。在漂移電極上加一個電位差會在器件內產生一橫向電場，它將使勢阱彎曲從而迫使入射輻射產生的信號電子在電場作用下先向陽極漂移，到達陽極（讀出電極）附近才產生信號。硅漂移探測器的陽極很小因而電容很小，同時它的漏電流也很小，所以用電荷靈敏前置放大器可低噪聲、快速地讀出電子信號。是Si-PIN檢測器的換代產品。 B．SSD： SSD檢測器屬硅鋰檢測器，分辨率及檢測靈敏度。穩定性好，但是需要液氮冷卻。硅（鋰）[ Si（Li）]探測器，也叫硅鋰漂移探測器。是在P型硅表面蒸發一層金屬鋰并擴散形成PN結，然后在反向電壓和適當溫度下使鋰離子在硅原子之間漂移入硅中，由于鋰離子很容易吸引一個自由電子而成名，從而與硅中的P型（受主）雜質實現補償而形成阻的本征層（探測器的靈敏區）。硅（鋰）探測器的特點是靈敏層厚度可以做得相當大（3-10毫米），因而探測器電容也比較小，探測效率，但是必須在液氮冷卻下保存（因為在室溫下鋰離子的遷移能力已經不能忽略了，而鋰離子的遷移會破壞在制備硅（鋰）探測器時達到的精密補償。這是硅（鋰）探測器保存時候也需要在液氮溫度的根本原因。當然還有其它原因）和工作。 C．Si-PIN： 老的PIN探測器分辨率差，穩定性差，并且對測試重金屬的靈敏度不夠。PIN探測器是具有PIN結構的（其中間層實際上是阻的全耗盡層，其載流子很少，與本征層和絕緣體層有類似之處）用于探測光和射線的探測器件。硅PIN探測器室溫下的漏電流在納安（nA）數量級，比其上一代的硅面壘探測器要小差不多3個數量級，是硅面壘探測器的換代產品，但是PIN探測器的電容仍然和面壘探測器一樣，隨探測器面積的增大而正比增大，這導致探測器噪聲還是偏大，同時成形時間常數不能太小因而計數率不能。這就是PIN探測器不僅在技術上而且在性能上也要比硅漂移探測器差整整一代的原因。 | |
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