XRF能量色散荧光光谱仪的应用案例和市场分析

1.XRF能量色散光谱仪应用于测试石油中的硫含量

过去几年国内多个重点城市出现严重的雾霾天气，引发了舆论对中国油品质量的广泛质疑。 随着国家对环境保护的重视和民众对公共健康意识的提高，对降低燃油、船用和锅炉用燃油、航空煤油中的硫含量提出了更高的要求。石油产品中的多种硫化物是导致空气污染的重要因素;而在PM2.5监测中，硫化物也是一个组成部分。加强对石油产品中含硫量的严格控制，空气中PM2.5微颗粒的浓度会相应降低。

对车用燃油中硫含量控制，是减少城市空气污染的主要举措之一。国家自2011年7月1日开始实施轻型汽油车排放的国IV标准，并将于2014年1月1日在国内实施相应的国IV标号汽油。目前，北京、上海、广州等大城市已经在使用国IV标号汽油，并开始着手准备使用国V标号的汽油。国V标号的汽油硫含量小于10mg/kg。

能量色散型X射线荧光光谱仪已经被广泛的应用于石油炼化企业、产品质量监察、环境监测监察和检测公司分析实验室，做为油品中硫含量的快速分析工具

2. XRF广泛应用于矿石矿产元素含量成分分析

XRF光谱仪的特点包括准确，快速，无损，样品制备简单等，这些特点使其广泛应用于矿石成分分析、矿石元素分析、稀土元素分析、金属矿化学分析等。

　　可分析金属矿包括：白铅矿、铋矿石、磁铁矿、多金属矿石、钒矿、钒钛磁铁矿、方铅矿、废钨泥、氟石矿、钙矿石、铬矿、铬铁矿、矿石、硅矿石、黑铁矿石、黑钨矿、滑石矿、黄金矿石、精金矿石、秘银矿石、辉铋矿、辉钼矿、磷矿石、硫矿、铝矿石、铝锰粉末、铝土矿、锰矿石、钼钙矿、钼精矿、钼矿石、钼酸铅矿、镍矿石、镍精矿、铅精矿、铅矿石、铅铁钒、铅锌矿、闪锌矿、砷矿石、锶矿石、钛矿石、钛铁矿、锑精矿、锑矿石、铁矿粉、铁矿、铁砂、朱砂矿石、瑟银矿石、镁矿石、铜精矿、铜矿、钨华、钨精矿、钨矿石、无机矿粉、锡精矿、锡矿石、锡石、锌精矿、锌矿、氧化矿、铋矿石、铋精矿、钴矿石、钴精矿、银矿石、铀矿石、钻石矿石、多金属矿等各类金属矿石；

XRF元素含量分析包含：硅含量、铝含量、钙镁含量、硫含量、磷含量、砷含量、锰含量、钛含量、氟含量、氟氯含量、钡含量、铬含量、钒含量、锡含量、铜含量、钴含量、镍含量、铅含量、锌含量、铌含量、铋含量、钠钾含量、铁含量、亚铁含量、全铁含量、稀土总量、高稀土铁矿石

3. XRF应用于陶瓷原料成分分析

制陶工业中原材料的质量是通过材料中所含杂质程度来判断。原材料的纯化处理是一个非常昂贵的工艺，而缺乏某些杂质则更加昂贵，因为这通常会导致产品中的缺陷。因此，以高水平的准确性和精密度确定这些元素或氧化物非常重要。XRF采用一束高能X射线照射样品，从而激发样品中元素的特征X射线，是测量原材料中总元素/氧化物，以及水泥工业的中间产物，终产品成分分析的非常成熟的技术。除了快速和简单易行，XRF还是一种可靠的、覆盖了广泛的材料和基体的分析方法。同时，XRF也广泛应用于以下材料的元素分析

·粘土·白云石·石灰石·膨润土·泥灰岩·沙子·红土·长石·铝土矿·耐火砖·硅砖·硅线石·岩石

·菱镁矿·水泥·渣·锰矿·铬矿·磷酸

4. 便携式土壤重金属分析仪

X射线荧光仪由于是一种能够实现现场物质成分快速、无损分析的重要仪器设备，所以应用极为广泛。如：普查找矿、矿产勘探、采矿选冶、环境保护、材料分析、镀层测定、黄金检测、建筑材料、石油化工、生物医学、考古分析....等等领域都要用上

X射线荧光分析是用于多元素同时进行定性、定量分析的一种技术，具有对不同形 态的物质进行快速、无损分析的特点。在对土壤的成分、元素含量分析中，采用便携式X射 线荧光分析仪进行现场测试，收集分析结果，用于对土壤重金属污染情况做出评估，具有十分显著的优势。

便携式土壤重金属分析仪，其特征在于该仪器包括X射线管、X射线出射窗口，探测器、微处理电脑、GPS接收器和电源装置，所述X射线出射窗口位于所述分析仪的一侧，所述X射线管与所述探测器在所述分析仪内并排设置且靠近所述X射线出射窗口，所述X射线管的管口与所述探测器的探测口分别与所述X射线出射窗口相对，所述X射线管的另一端与所述电源装置连接，所述探测器的另一端与所述微处理电脑之间连接有多道电路。

由于传统的土壤中重金属的分析的X射线荧光分析仪，例如台式专用X射线荧光能谱仪是由仪器主机和商用PC组成，并且由外部220V市电供电，限制了其移动性； 使用上述的传统用于土壤中重金属的分析的X射线荧光分析仪，进行作业的步骤是先需要对土壤样品进行取样，然后带回实验室进行复杂的前处理，通过仪器测试，收集能谱数据并给出成分测试结果。取样过程中，需要由人员手工记录测试地点的大致地理位置和情况。当采集数据包含大量样品的结果和地理位置的数据后，统计的结果由于人为误差 会造成地理位置信息的不及时、不详细和不准确，进而导致整个测试结论不正确，整个统计 过程也费时费力，分析成本高。另一方面，测样结果不能直接传输到地理信息系统软件上，不便在地图上直接进行比对，因而直观效果差。

Compass200克服目前实验室X射线荧光分析仪不适合现场测试的缺点，并且解决采样点位置数据和测量结果不能集成的缺点，提供一种具有采样定位功能的便携式土壤重金属分析仪器，使用该仪器不仅可以实现现场无损快速检测土壤重金属元素含量，且可以对采样测试地点进行全球定位系统（GPS)地理坐标定位，轻松实现样品成分数据与位置数据一次性生成，使土壤中重金属分析具有针对性，系统性以及较高的准确性

5. 废汽车尾气催化剂中铂钯铑含量的测定

大多数的仪器分析都是溶液进样，在进行贵金属含量测定之前都需要将样品进行一定的前处理并制备成溶液。对于废汽车尾气催化剂中铂、钯、铑含量的测定之前，需从催化剂中分离出铂、钯、铑再进行测定，分离富集贵金属的方法有火试金方法、酸溶法等；由于汽车使用过程中产生高温，会使汽车尾气催化剂中的贵金属形成贵金属氧化物，同时也使氧化铝发生变性，采用酸溶法浸出催化剂中铂、钯、铑，浸出效果不佳；然而，火试金法可以很好的克服此类缺陷，它借助固体试剂与样品混合，在坩埚中加热熔融，生成的熔融状金属、合金或锍在高温时萃取样品中的贵金属，形成含有贵金属的合金(即试金扣)，可以捕集各种形态的贵金属，从而满足高精度捕集贵金属的需要。目前，现有技术中较常见的是采用铅试金或硫化镍试金富集铂钯铑贵金属，然而，铅试金由于催化剂中大量硅铝的存在，在富集铂钯铑时需加入金或银作为保护剂形成金或银合金与大量硅铝分离，处理过程复杂、成本较高；硫化镍试金在溶扣时，由于硫化镍扣中含有大量金属硫化物，需用盐酸进一步溶解分离，贱金属进入溶液，贵金属大部分不被溶解，留在残渣中，而有少量的贵金属进入溶液，造成贵金属的损失，测定结果准确度不高。

相较于传统的化学分析方法，XRF具有测试准确度高，无需溶解破坏样品，测试速度快且易于操作的优势。EDX9000B配备了先进的SDD检测器和高功率光管，完全可以满足客户对于废汽车尾气催化剂中铂钯铑含量的测定。

6. 固体废物中的贵金属含量的测定

固体废物样品成分非常复杂，含铜、镍、铁、锡等金属，多以氧化物、氯化物、碳酸盐 等形式存在。传统的固体废物中的贵金属含量的测定方法主要以湿法分析为主，但是由于固体废物中金等贵重金属的含量较低同时由于固体废物的复杂性，导致湿法分析在定量分析的过程中容易受到其它金属元素的影响，难以测得固体废物中贵金属的准确含量。在使用国家标准物质对Compass 300 XRF光谱仪进行标定后，固废中贵金属的含量分析达到了理想的结果。

7. XRF用于合金成分分析和牌号鉴定

X射线荧光光谱分析是分析检测物质中元素成分含量的先进技术。合金鉴定为其主要应用之一。合金号鉴定过程主要包含两部分:XRF光谱仪测定合金各元素含量以及根据含量在给定合金号库中进行牌号匹配查询。在含量测定过程中，由于光谱仪物理参数以及几何因子等仪器检测参数不可忽略的数值误差的存在，使得依赖确定性的物理数学方法的定量计算方法，比如基本参数(FP)法，需要适应光谱仪器本身的个体差异性带来的测量值误差变化；在牌号匹配过程中，由于合金号各元素含量确定性范围边界的设定误差、样本含量计算中对主元素含量采用归一化产生的误差以及牌号鉴定流程整体带来的系统性误差的存在，使得牌号匹配查询方法需要适应给定牌号库的不同以及仪器类型的不同带来的匹配误差。智能计算是一种有别于传统确定性计算方法的全新计算方法学体系，其特点就是根据优化目标对计算参数进行自适应性调整。按照当前流行的观点，它主要包含神经网络、模糊系统和演化计算。

常见X射线荧光光谱分析仪的工作原理有两种:波长色散和能量色散，能量色散型XRF光谱分析仪的研制和使用更为普遍；在光谱检测分析方法中，常见的两类定量方法为经验系数(EC)法和基本参数(FP)法，其中以FP法更具备普适性，所需标准样本较EC法更少，其计算结果对仪器物理特性和检测参数的设定更为敏感。尽管FP法本身为克服物理参数和几何因子等误差影响采取了相对强度和逐步逼近法来校正强度计算，但由于FP法的复杂性导致其计算结果对仪器个体的依赖性很强，因此，对仪器检测参数的进一步适应性校准显得尤为必要。在合金号鉴定方面，首先，合金中不同元素含量之间不存在特定的关联性，可以认为具有一定的自由度，这种不同步性导致鉴定所需计算的匹配度的计量存在模糊性。用模糊数学的观点来看，当一个合金样本各元素含量不完全满足任何一个牌号标准时，它究竟应该被归入哪一个牌号，只存在匹配程度的不同，而无区分依据，这种匹配程度可以用模糊数学的隶属度来描述。其次，合金号库的制定有比较多的参照标准，一般每个国家都有自己的国家标准，但相同类型的合金在各自的标准合金号库中的元素含量范围基本一致，但由于还是存在差别，导致对于依赖严格边界判定的牌号匹配查询来说，不足以保证识别上的一致性。同类合金在不同标准牌号库中影响到匹配结果的区别主要在于:a)参考分析元素的选定会有不同，比如不锈钢BS英国标准中的301S21中不含对Mo的含量的判定，而美国标准版本的牌号库中对应的同类不锈钢牌号SS301对Mo的含量规定为O〜0.3，而且对不锈钢的主元素Fe也给定了含量范围，但BS标准中Fe是靠归一化处理去计算；b)同类合金的同一种元素的含量范围会有少量差别，比如不锈钢BS标准中304系列的牌号Ni含量为8〜10或者8.5〜11.5，而美国标准版本的牌号库中对应的SS304牌号的Ni含量为8〜10.5，边界并非严格相同。这些数值差别本身虽然不大，但结合合金元素含量的测量误差或计算误差，对于依赖于严格边界判定的计算确定性距离的匹配方法来说，则是不可忽略的。基于以上两方面讨论可知，基于自适应参数优化调整的模糊匹配查询方法，通过基于标准样本采用遗传算法训练参数的优化调整方式，在解决保持匹配准确度的适应性问题上能够起到良好的改善作用。

8. XRF在废旧金属回收和分拣的应用

废金属常常被切碎，因此需要分拣以方便金属的再利用。通过分拣废金属，原本可能送去垃圾填埋场的金属得到再利用。另外，与从矿石中提炼原生原料相比，使用分拣的废金属可以降低污染和排放。如果分拣的金属的品质符合一定的标准，制造商可以使用废金属代替原生原料。废金属可包括以下类型：黑色金属和有色金属，重金属，高价值金属如镍或钛，铸造或锻造金属，以及其它各种合金。

从切碎的报废设备(例如汽车或家用电器)中回收有色金属的重要性日益增加，这是因为可以以此方式回收多种原材料，例如铜或铝。但是，要使其成为可能，这些组分必须被提取到高纯度。因此，一种有效力、有效率和经济的分拣方法可以增值，因为提炼的各有色组分的市场价值明显高于未分拣的黑色金属混合物的市场价值。

铝废料的回收利用是非常有吸引力的建议，因为与费力地提取更昂贵的原铝相比，可以节省95％的能量成本。原铝定义为从富含铝的矿石如铝土矿中得到的铝。同时，因为铝轻质的特点，市场(例如汽车制造)对铝的需求稳定增加。因此，特别希望能有效地将铝废金属分离为各种合金类别，因为相同合金类别的铝废料混合物比随意混合的合金明显更有价值。例如，在用于回收铝的掺混方法中，任何量的由类似或相同的并具有一致的品质的合金组成的废料比由混合的铝合金构成的废料更有价值。

锻造废料含有锻造合金的混合物。混合的锻造废料的价值有限，因为该混合物具有混合的化学组成，如果要用于生产新的锻造合金，必须对其进行稀释。这样做的原因是因为锻造合金的组成容忍更严格，需要符合锻造产品的性能要求。高价值废料应该能高度吸收返回到回收产品中。高吸收意味着产品的主要部分是由废料组成的。为了提高锻造废料的价值，需要将锻造产品分离为各合金级别或类似的组成材料，吸收。混合的合金废料由于其吸收到高品质锻造合金中的能力较差，所以在分离性中表现出一些困难的问题。混合的合金废料吸收到高品质锻造合金中的能力较差，因此，只有有限量的混合废料能用于回收利用到锻造产品中。吸收定义为可用于生产另一种所需组成的锭的合金或混合物的百分比，但是不超过特定的合金组成限值。在这种铝合金中，铝总是材料的主体。但是，铜、镁、硅、铁、铬、锌、锰之类的成分和其它合金元素为合金铝提供一定范围的性质，并且提供区分一种锻造合金与另一种锻造合金的手段。

配置XRF系统，以仅仅在一段时间内测量从多个金属合金件中每个金属合金件中特定的一个金属合金件发出的XRF光谱，所述一段时间是根据多个金属合金件中每个金属合金件中特定的一个金属合金件所测得的近似长度确定的，其中所述一段时间是根据多个金属合金件中每个金属合金件中特定的一个金属合金件测得的近似长度和预定的速度确定的，使得仅测量从多个金属合金件中每个金属合金件中特定的一个金属合金件发出的XRF光谱，不测量来自多个金属合金件中每个金属合金件中特定的一个金属合金件周围环境的XRF光谱；

将所述多个金属合金件中的金属合金件分类为具有金属合金组成，并且将所述多个金属合金件中的第二金属合金件分类为具有第二金属合金组成，其中由使用XRF系统从多个金属合金件中的每个金属合金件检测获得的x射线荧光的结果对多个金属合金件的金属合金组成进行分类

10. X射线能量色散光谱仪测量镀层薄膜厚度

材料的镀层厚度是一个重要的工艺参数。其直接影响了零件或产品的耐腐蚀性、装饰效果、导电性、产品的可靠性和使用寿命，因此，镀层厚度在产品质量、过程控制、成本控制中都发挥着重要作用。

什么是镀层？

镀层是指为了好看或储存而在某些物品上的金属表面涂上一层有机物，或者一层稀薄的金属或为仿造某种贵重金属，在普通金属的表面镀上这种贵重金属的薄层。复合镀层的制备是在镀液中加入一种或数种不溶固体颗粒，使固体颗粒与金属离子共沉积的过程，它实际上是一种金属基复合材料。

什么是镀层厚度测试？又有哪些方法呢？

镀层厚度测试检测材料表面的金属和氧化物覆层的厚度测试。镀层厚度的测试方法主要有金相法、X射线荧光法和扫描电镜测试法等等。

XRF镀层测厚仪俗称X射线荧光测厚仪、镀层测厚仪、膜厚仪、膜厚测试仪、金镍厚测试仪、电镀膜厚仪等，主要用于精密测量金属电镀层的厚度。

XRF镀层测厚仪：

俗称X射线荧光测厚仪、镀层测厚仪、膜厚仪、膜厚测试仪、金镍厚测试仪、电镀膜厚仪等；

功能：精密测量金属电镀层的厚度；

应用范围：测量镀层,涂层,薄膜,液体的厚度或组成,测量范围从12(Mg)到92(U)

11. 贵金属黄金含量检测(K值鉴定)

因为需求越来越多，所以金属并特别是黄金的价格一直在加速上涨。在黄金的情况下，由于高需求和伴随的高价格，珠宝市场充斥声称是黄金物体但代替地是赝品的黄铜和镀薄层金的铜制品。相似地，制品可以展现为具有比实际情况更高的元素(例如相似于金的贵金属)百分比。物品(例如珠宝)或其他物品可以销售给例如买家，例如在消费者为获得现金而出售个人珠宝物品的情况下。在交易期间买家可能必须在不容许详细分析的环境中对物品做出非常快速的估计。普遍的情况是例如对于购买表现为足金或足金合金的物品(例如珠宝)的黄金买家，当实际上所购买物品代替地是简单的镀金金属或具有低于所表现的黄金百分比时。这会对购买者造成很大的损失。

贵金属检测仪是一种利用能量散射型X射线荧光分析技术（XRF）的智能化无损检测仪器,能准确的检测出黄金、铂金、钯金、K金、K白金等饰品中各种元素含量.EXF系列贵金属检测仪采用多道分析器 ,同时应用解谱技术,以谱图形式为您而形象地呈现饰品中金、铂、钯、银、铑、铜、锌、镍等众多元素的含量及其比例。

贵金属检测仪其分析方法，是具有一定能量分辨率的X射线探测器同时探测样品所发出的各种能量特征X射线，探测器输出信号幅度与接收到的X射线能量成正比，利用能谱仪分析探测器输出信号的能量大小及强度，对样品进行定量，定性分析