XRF在确保符合金属安全标准方面的作用

在许多行业中，用于制造、建筑和消费品的金属的质量和安全至关重要。为了确保这些材料符合严格的安全标准，有必要对其元素组成进行彻底的分析。在众多可用的分析方法中，x射线荧光(XRF)是金属安全评估的重要方法。本文综述了XRF及其在金属分析中的应用。

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什么是XRF?

XRF光谱仪是一种分析仪器，通过引导x射线束来帮助分析各种金属基材料。这种非破坏性方法提供有关感兴趣的材料的定性和定量元素信息。XRF分析仪测量样品在主x射线源激发下发出的荧光。

样品中每个成分发出的荧光对代表它的元素是特定的。因此，XRF是一种在工业、研究和开发实验室中很有前途的元素测定方法。

虽然XRF光谱仪属于原子光谱测定技术家族，但其测定元素周期表中几乎所有元素到检出限的能力往往在1-10 mg kg - l范围内处于XRF光谱测定的前列。

XRF光谱仪是如何工作的?

XRF光谱仪由x射线源和探测器组成。x射线源产生的初级x射线入射到样品上，并可通过滤光片来修饰x射线束。当入射的x射线击中样品中的原子时，它们反应产生二次x射线，这些二次x射线由探测器共同处理，产生由强度峰组成的x射线光谱。光谱中的峰值能量表示样品中存在的元素，峰值强度表示样品中存在的元素数量。

稳定原子中的电子占据不同的能级。每个能级都充满了一定数量的电子。当高能初级x射线束与原子碰撞时，它的平衡受到影响，导致电子从低能级喷射到高能能级，产生空位。因此，这些原子变得不稳定。稳定性是通过电子从较高能级退激到空位而恢复的。在这里，去激发能以二次x射线的形式发射。

XRF在博物馆金属文物中的作用

博物馆的文物主要由金银合金制成。确定这些合金的化学成分对于分析对象的初始分组或分类至关重要，除了它们的考古特征。这些不同的组可能表明不同的制造技术，可以帮助解决真实性问题。

相关故事太阳光谱的探索新型轴向预紧工具通过光纤传感器减少残余应变使用超声辐射力进行硬盘悬架的非接触模态测试sxrf分析为理解古代冶金提供了广泛的可能性，特别是在腐蚀及其对材料的影响方面。腐蚀可以改变合金的成分，并在其表面或材料内部造成不均匀。腐蚀层的结构取决于各种因素，包括合金成分、储存条件和先前的处理。这一层的厚度不同，由不同的化合物组成，主要是氧化物和碳酸盐。尽管XRF分析在深度分辨率方面存在局限性，但它仍然可以定性地识别富集或耗尽引起的表面元素变化。当使用适当的评估和参考数据时，便携式XRF设备可以检测到这些变化。然而，为了研究腐蚀产物在表面上的分布，需要较小的光束光斑尺寸(约80µm)的微xrf分析。这项技术通过检测腐蚀的主要成分和次要成分的特定元素来帮助识别腐蚀的主要和次要成分。

要进行微量xrf分析，必须满足特定的要求，包括检测低原子序数元素的能力，如磷(P)、硫(S)和氯(Cl)，以及中z元素，如银(Ag)、锡(Sn)和锑(Sb)。小光斑尺寸，精确的扫描，高性能的光学和检测系统也是必不可少的。异形金属合金XRF分析

在使用XRF分析金属合金时，通常将样品的x射线信号与标准参考物的x射线信号进行比较，以获得准确的测量结果。为了解释在分析过程中由于物体的不规则形状或位置引起的任何误差，应对x射线信号施加额外的校正因子。

这些校正因子有助于校正由物体形状或位置引起的测量差异，特别是当x射线的角度不一致时。使用这些因素可以确保金属含量的精确测量。例如，在研究金基合金时，测量装置的精度会显著影响结果。在某些情况下，使用适当的设备可以获得高度精确的结果，由于物体的形状，误差小于1%。改进的探测器可以进一步减少误差，特别是在分析珠宝时。然而，为了最大限度地减少x光机的误差，有一个稳定可靠的系统是必不可少的。近期研究

发表在《危险材料杂志》上的一项研究调查了中国电子商务平台上的成人低成本珠宝对环境和健康的影响。在本研究中，使用便携式XRF分析了8种重金属杂质(铅(Pb)，镉(Cd)和汞(Hg))，所有106个样品都含有重金属，其中汞是最常见的。

结果表明，71%的样品Pb含量超过欧盟限量，51%的样品Cd含量超过欧盟限量。这些发现表明，珠宝行业需要更严格的监管和监测，以保护环境和人类健康。本研究强调了使用便携式XRF对珠宝中重金属进行快速、无损和原位分析的重要性，并解决了中国成年人低成本珠宝环境风险评估文献的缺乏问题。

发表在《制造快报》上的另一项研究提出了一种用于薄锂(Li)金属阳极质量检测的新型XRF方法。利用该方法确定锂涂层厚度，计算锂质量吸收系数。

计算出的系数值与文献中先前报道的系数值之间的高度相关性表明，该方法可能是一种有前途的质量检测工具。建议的XRF方法也可能用于检测锂涂层的内部和表面缺陷，以及识别化学杂质。

这项研究展示了将XRF分析系统作为商业化和大规模生产锂金属阳极和下一代电动汽车(EV)电池的质量检测工具的潜力。

总的来说，使用XRF光谱法对于评估各行业金属的质量和安全性至关重要。通过利用x射线光束分析材料，XRF光谱法在不损害样品的情况下提供定性和定量元素信息。这项技术在精确地识别各种元素方面非常有效。更多来自AZoOptics: XRF用于鉴定艺术世界中的金属物体

参考文献及深入阅读

Bonizzoni, L.， Maloni, A.， Milazzo, M.(2006)。不规则形状对金属物体定量XRF分析影响的评价。X射线光谱，35(6)，390-399.

https://doi.org/10.1002/xrs.926 

Karydas, a.g.(2007)。便携式XRF光谱仪在博物馆金属文物非侵入性分析中的应用。植物化学学报，2009(7):419-432。

https://doi.org/10.1002/adic.200790028

Jurowski, K.(2023)。中国电子商务平台成人低成本珠宝中有害元素(Pb、Cd和Hg)的毒理学评估:便携式x射线荧光测量原位分析环境工程学报，2016,33(2):481 - 481。

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.132167

徐，S.， Haddad, D.， Balogh, m.p.(2023)。x射线荧光法检测锂金属阳极质量。制造业通讯，35,1-5。

https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2022.10.00

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