Ano ang isang X-ray pag-ilaw pagtatasa?

XRD (X-ray pag-ilaw pagtatasa) - paraan ng pisikal na pag-aaral, na direktang tumutukoy sa halos lahat ng kemikal na elemento sa may pulbos, likido at solid materyales.

paraan ng paggamit

Ang pamamaraan na ito ay pandaigdigan, dahil ito ay batay sa isang mabilis at madaling sample paghahanda. Mayroon ka bang isang paraan malawakang ginagamit sa industriya at pananaliksik. X-ray na paraan ng pag-ilaw pagtatasa ay isang matinding pagkakataon, kapaki-pakinabang para sa napaka-komplikadong pagtatasa ng iba't ibang mga kapaligiran mga bagay, pati na rin sa panahon ng kontrol ng kalidad ng output at sa pag-aaral ng mga yaring produkto ng raw materyales.

kuwento

X-ray pag-ilaw pagtatasa ay unang inilarawan sa 1928 sa pamamagitan ng dalawang mga siyentipiko - Glocker at Schreiber. Ang appliance mismo ay naka-set up lamang sa 1948, siyentipiko Friedman at Burkes. Bilang isang detector, mayroon sila ng isang Geiger counter, na kung saan ay nagpakita ng mataas na sensitivity na may paggalang sa atomic number ng element core.

Helium o vacuum kapaligiran kung ang paraan ng pananaliksik ay ginamit noong 1960. ginagamit namin ang mga ito upang matukoy ang mga elemento liwanag. Gayundin nagsimulang gamitin ang kristal ng lithium plurayd. Ginamit namin ang mga ito para sa pagdidiprakt. Rodyo at chromium tube ay ginamit para sa paggulo waveband.

Si (Li) - lithium drift silikon detector ay imbento sa 1970. Ito ay nagbibigay ng isang mataas na sensitivity ng data at hindi nangangailangan ng paggamit ng isang magkaroon ng amag. Gayunman, ang enerhiya resolution ng yunit na ito ay mas masahol pa.

Automated analytical bahagi at proseso control lumipas isang kotse na may ang pagdating ng mga computer. Management na isinasagawa ng isang panel sa device o computer keyboard. Aparato para sa pag-aaral ng nakuha kaya malawak na popular na sila ay kasama sa misyon "Apollo 15" at "Apollo 16".

Sa sandaling ito, espasyo istasyon at ships inilunsad sa espasyo, nilagyan ng mga aparatong ito. Ginagawa nitong posible na tuklasin at pag-aralan ang mga kemikal na komposisyon ng mga bato sa mga iba pang mga planeta.

Ang kakanyahan ng ang paraan

SUMMARY XRF pagtatasa ay upang gumanap ng pisikal na pag-aaral. Upang pag-aralan paraan na ito ay maaaring maging kasing matibay katawan (salamin, metal, keramika, karbon, rock, plastic) at likido (langis, gasolina, mga solusyon, paints, alak at dugo). Ang pamamaraan ay nagbibigay-daan sa upang matukoy napakababang concentrations, sa antas ng ppm (isang bahagi bawat milyon). Malaki, hanggang sa 100% ng sample, din ipahiram ang kanilang sarili sa pananaliksik.

analysis na ito ay isang mabilis, ligtas at non-mapanirang sa kapaligiran. Ito ay may mataas na reproducibility at kawastuhan ng data. Ang pamamaraan ay nagbibigay-daan sa semi-quantitatively, nang dapat sundin at quantitatively detect lahat ng mga elemento na nasa sample.

Ang kakanyahan ng X-ray na paraan ng pag-ilaw pagtatasa ay simple at tapat. Kung iiwan natin muna ang mga terminolohiya at subukan upang ipaliwanag ang mga pamamaraan ay mas madali, ito ay lumiliko out. pag-aaral na ito ay isinasagawa sa batayan ng isang paghahambing ng radiation, na kung saan ay nakuha sa pamamagitan ng pag-iilaw ng atom.

May ay isang hanay ng mga karaniwang data na naka-kilala. Ang paghahambing ng mga resulta sa mga data na ito, ang mga mananaliksik concluded na ang isang bahagi ng sample.

Ang pagiging simple at naa-access ng mga modernong aparatong daan sa iyo upang ilapat ang mga ito sa mga tuntunin ng sa ilalim ng dagat paggalugad, space, iba't-ibang mga pag-aaral sa larangan ng kultura at sining.

prinsipyo ng operasyon

Ang pamamaraan na ito ay batay sa pag-aaral ng spectrum kung saan ay nakuha sa pamamagitan ng exposure sa isang materyal na napagmasdan, X-ray.

Sa panahon ng pag-iilaw atom ay magiging isang nagaganyak ng estado, na kung saan ay sinamahan ng paglipat ng mga electron sa quantum na antas ng mas mataas na order. Sa ganitong estado, ang mga atom ay isang napaka-maikling panahon, tungkol sa isang mikrosekond 1, at pagkatapos ay bumalik sa kanyang lupa ng estado (tahimik na lokasyon). Sa oras na ito, mga electron sa panlabas na shell, na puno o bakanteng espasyo bakanteng, at labis na enerhiya na ginawa sa anyo ng mga photons o iba pang mga enerhiya na ipinapadala electron, na matatagpuan sa panlabas na shell (na tinatawag na barena electron). Sa oras na ito, ang bawat atom release ng isang photoelectron enerhiya na kung saan ay may mahigpit na halaga. Halimbawa, iron sa panahon ng pag-iilaw sa pamamagitan ng X-ray emits photons katumbas Ka o 6.4 keV. Alinsunod dito, ang bilang ng mga quanta ng enerhiya at ay makikita sa istraktura ng matter.

radiation mapagkukunan

X-ray pag-ilaw pagtatasa pamamaraan ng metal bilang isang mapagkukunan para sa paggamot mga gamit tulad ng isotopes ng iba't ibang mga elemento, at X-ray tubes. Sa bawat bansa, iba't-ibang mga kinakailangan para sa pag-aalis ng pag-import nagpapalabas ng isotopes, ayon sa pagkakabanggit, sa mga industriya tulad kagamitan ginustong gamitin na x-ray tube.

Ang ganitong mga tubes ay parehong tanso, at pilak, rodyo, molibdenum o iba pang anod. Sa ilang mga sitwasyon, ang anod ay pinili depende sa gawain.

Kasalukuyan at boltahe para sa iba't ibang mga elemento na ginamit ay naiiba. Banayad na mga elemento ay sapat na upang siyasatin boltahe 10kV, mabigat - 40-50 kW, medium - 20-30 kV.

Sa panahon ng pag-aaral ng liwanag elemento ng isang malaking epekto sa spectrum ay may nakapalibot na kapaligiran. Upang mabawasan ang epekto ng sample sa isang espesyal na silid ay inilagay sa isang vacuum space o ay puno ng helium. Excited na hanay nagrerehistro ng isang espesyal na aparato - detector. Kung paano mataas na parang multo resolution ng detector ay depende sa katumpakan ng paghihiwalay ng mga photons ng iba't ibang mga elemento mula sa bawat isa. Sino ang pinaka-tumpak na resolution sa 123 EV. X-ray pag-ilaw pagtatasa instrumento, hanay na ito humahawak ng hanggang sa 100%.

Sa sandaling transformed sa isang photoelectron boltahe pulso na nabilang espesyal na nadaragdagan electronics, ito ay naililipat sa mga computer. Sa pamamagitan ng peaks sa spectrum, na nagbigay sa X-ray pag-ilaw pagtatasa, madaling kalitatibong matukoy kung aling mga elemento ay kumakain LB-aral sample. Upang tumpak na matukoy ang dami ng nilalaman, kailangan mong pag-aralan ang spectrum nakuha sa espesyal na programa ng pag-calibrate. Ang programa ay nilikha sa advance. Para sa layuning ito, pagsubok sample, ang mga bahagi ng kung saan ay kilala nang maaga na may mataas na katumpakan.

Sa madaling sabi, ang mga nagresultang spectrum ng pagsubok na substansiya ay ihinambing sa kilala elementary. Kaya makatanggap ng impormasyon sa komposisyon ng mga sangkap.

pagkakataon

X-ray na paraan ng pag-ilaw pagtatasa ay nagbibigay-daan pag-aaral:

• halimbawa, ang laki o mass pansinin (100-0,5 mg);
• limitasyon matimbang pagbabawas (1-2 order ng magnitude na mas mababa kaysa RFA);
• isang pagtatasa pagkuha sa account ang mga pagkakaiba-iba ng enerhiya quanta.

Ang sample kapal, na kung saan ay subjected sa mga pagsisiyasat, ay hindi dapat maging higit sa 1 mm.

Sa kaso na ganito ang laki ng sample ay maaaring pinigilan ang pangalawang proseso sa isang sample, kabilang ang:

• maramihang Compton scattering, na mahalagang ay umaabot mastritsah light peak;
• bremsstrahlung ng photoelectrons (nag-aambag sa talampas ng background);
• paggulo pagitan ng mga elemento, at ang pag-ilaw pagsipsip, na nangangailangan interelement pagwawasto spectra panahon ng pagproseso.

ang mga disadvantages

Ang isa sa mga pinakamalaking disadvantages - ang pagiging kumplikado, na kung saan ay sinamahan ng sa paghahanda ng manipis na sample, pati na rin ang mahigpit na pangangailangan para sa istraktura ng ang materyal. Para sa pag-aaral sample ay dapat na napaka-fine tipik laki at mataas na pagkakapareho.

Isa pang sagabal ay na ang paraan na ito ay Matindi nakatali sa mga pamantayan (reference samples). Ang tampok na ito ay pangkaraniwan sa lahat ng mga di-mapanirang pamamaraan.

Ang pamamaraan application

X-ray pag-ilaw pagtatasa ay malawakang ginagamit sa maraming mga patlang. Ito ay ginagamit hindi lamang sa agham, o sa lugar ng trabaho, ngunit din sa larangan ng kultura at sining.

Ito ay ginagamit sa:

• Proteksyon ng kapaligiran at ekolohiya sa lupa upang matukoy ang mga mabigat na riles, pati na rin upang makilala ang mga ito sa tubig, deposito, iba't ibang mga aerosols;
• natupad mineralohiya at heolohiya out dami ng husay at pagtatasa ng mineral, soils, mga bato;
• kemikal industriya at metalurhiya - kontrolin ang kalidad ng mga raw na materyales, tapos na mga produkto at ang produksyon proseso;
• Paint Industry - Pinag-aaralan ng mga lead pintura;
• alahas industriya - pagsukat ng konsentrasyon ng mahalagang metal;
• industriya ng langis - pagtukoy ng mga antas ng contamination ng langis at gasolina;
• pagkain industriya - natutukoy nakakalason metal sa pagkain at pagkain ingredients;
• agrikultura - aralan trace elemento sa iba't ibang mga soils, pati na rin sa pang-agrikultura mga produkto;
• Archaeology - magsagawa simple analysis, pati na rin ang pakikipag-date ng mga nakasusumpong;
• art - na isinasagawa pag-aaral eskultura, painting, magsagawa ng isang pagsusuri ng mga bagay at ang kanilang pag-aaral.

Gostovskaya pag-areglo

X-ray pag-ilaw pagtatasa ng GOST 28,033-89 kontrol mula noong 1989. Ang dokumento na nabaybay out lahat ng mga katanungan na may kaugnayan sa procedure. Sa kulob na iyon sa mga nakaraang taon nagkaroon ng maraming mga hakbang patungo sa pagpapabuti ng ang paraan, ang dokumento ay pa rin ang may-katuturan.

Ayon sa GOST magtatag ng mga relasyon share na pag-aaral na materyales. Ang data na ipinapakita sa talahanayan.

Table 1. Ratio ng mass fraction

napiling item	Mass bahagi,%
kulay ng asupre	Mula .002-.20
silikon	"0.05" 5.0
molibdenum	"0.05" 10.0
Titan	"0.01" 5.0
kobalt	"0.05" 20.0
kromo	"0.05" 35.0
niobiyum	"0.01" 2.0
mangganeso	"0.05" 20.0
vanadium	"0.01" 5.0
tungsten	"0.05" 20.0
posporus	"0,002" 0.20

Ang mga kagamitan na ginagamit

X-ray pag-ilaw parang multo pagtatasa ay ginanap gamit ang isang espesyal na kasangkapan, mga pamamaraan at mga paraan. Kabilang sa mga pamamaraan at materyales na ginamit sa GOST nakalista:

• multichannel spectrometers at scanners;
• Rough-sanding machine (grinding-paggiling, 3B634 uri);
• Ibabaw ng paggiling machine (model 3E711V);
• turnilyo-cut lathe (model 16P16).
• cutting discs (GOST 21,963);
• elektrokorundovye nakasasakit gulong (50 grit ceramic litid, katigasan ST2, GOST 2424);
• Paggiling balat (papel, Type 2, ang SB-140 grade (P6), ang SB-240 (P8), BSH200 (P7), fused - normal, grainy 50-12, GOST 6456);
• Teknikal na mga uri ng alkohol (rectified, GOST 18300);
• argon-mitein halo.

Bisita ay pinahihintulutan, maaari nilang gamitin ang iba pang mga materyales at kagamitan na magbibigay ng isang tumpak na pagtatasa.

Paghahanda at seleksyon ng mga halimbawa ayon sa GOST

X-ray pag-ilaw pagtatasa ng metal bago ang pagsubok ay nagsasangkot ng espesyal na paghahanda ng mga halimbawa para sa karagdagang imbestigasyon.

Pagsasanay ay isinasagawa sa isang naaangkop na paraan:

1. Ibabaw na irradiated, patalasin. Kung may isang pangangailangan, at pagkatapos ay wiped sa alak.
2. Ang sampol ay mahigpit pinindot laban sa receiver pagbubukas. Kung ang ibabaw ng sample ay hindi sapat, ang mga espesyal na mga hadlang apply.
3. spektrometer ay handa na para sa operasyon alinsunod sa mga tagubilin para sa paggamit.
4. X-ray spektrometer ay naka-calibrate ang paggamit ng isang standard sample, na tumutugon sa GOST 8.315. Gayundin para sa pagkakalibrate ay maaaring gumamit ng isang homogenous na sample.
5. Pangunahing grading ay isinasagawa ng hindi bababa sa limang beses. Kapag ito ay tapos na sa panahon ng operasyon ng spectrometer sa iba't ibang araw.
6. Kapag nagsasagawa ng paulit-ulit na calibrations ay posible na gumamit ng dalawang hanay ng mga pag-calibrate.

Pagsusuri ng mga resulta at paghawak

XRF Pamamaraan ayon sa GOST ay nagsasangkot ng isang bilang ng mga kahanay pagpapatupad ng dalawang measurements upang makuha ang analytic signal ng bawat elemento subjected sa control.

Ito ay pinapayagan na gamitin ang expression ng analytical mga resulta at mga pagkakaiba ng parallel sukat. Ang iskala ng mga yunit ng pagpapahayag ng mga data na nakuha gamit gradirovochnyh katangian.

Kung ang pagkakaiba ay lumampas sa pinapahintulutang mga sabay-sabay na pagsukat, ito ay kinakailangan upang ulitin ang pag-aaral.

Posible rin upang magsagawa ng pagsukat. Sa kasong ito, ang isang parallel dalawang sukat na kamag-anak sa isang sample ng batch nasuri.

Ang huling resulta ay itinuturing na aritmetika ang ibig sabihin ng dalawang measurements ginanap sa parallel, o lamang ng isang pagsukat resulta.

Ang umaasa sa mga resulta mula sa ang kalidad ng sample

Para rentgenfluorestsentnogo limitasyon analysis ito ay lamang na may paggalang sa isang sangkap na kung saan istraktura elemento ay napansin. Para sa iba't-ibang mga sangkap i-frame ang dami pagtuklas ng iba't ibang mga elemento.

Ang isang malaking papel na ginagampanan ay maaaring i-play ang atomic number, kung saan ay ang elemento. Ceteris paribus mas mahirap upang matukoy ang mga elemento ng liwanag at mabigat na - mas madali. Sa karagdagan, ang parehong sangkap ay mas madali upang matukoy sa liwanag matrix, sa halip na matinding.

Alinsunod dito, ang paraan ay depende sa kalidad ng mga sample lamang sa lawak na ang sangkap ay maaaring maglaman ng sa kanyang komposisyon.