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《x光分析原理概論》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、X光分析原理概論一.前言1=1由于科技的進步，普通的化學分析法，因其費時費事，已漸漸不被使用。如今所追求的迅速且精確地分析方法。X光分析法是一種非破壞性，且應用范圍較廣，無論樣品是液體、固體或粉體均能利用的。又能分析大部分的元素。其分析的濃度可精確至PPM。因此不論是生產(chǎn)化驗或者是研究發(fā)展分析等化學試驗都使用的。尤其是工廠的化驗分析除了準確性外，更是要講求時效，x光分析法可說是最佳的分析方法。水泥廠一般的分析最主要有Si、Al.Fe、Ca、Mg、S等元素。微量方面有K,Na,Cl,P,Mn等較為主要。這些元素在x光分析法中均能分析的。一般使用傳統(tǒng)式的化學分
2、析法。只是分析Si、Al.Fe、Ca、Mg.S等較為主要元素，即需要1一2天時間才能完成。微量元素方面更是費時，有的只分析其中一種元素即需要1一2天時間。但是以X光分析法，只需要數(shù)十分鐘即可完成所有的分析步驟。因此以電腦調(diào)配生料時，一定要配合使用X光分析儀，迅速且精確的分析生料成分。再以電腦迅速計算所需要調(diào)配的配比，如此才能達到更精確調(diào)配生料的要求。二.X光的性質(zhì)1?如同可見光一樣，x光是電磁波的一種。其速度均為3.0*10m/seco其主要的不同之處在于波長的不同，可見光波長較長，x光則波長較短。波長越短則所含能量愈高。響。3?x光可能被某些結晶所折射、
3、偏光，此為Bragg's定律。4?x光可使底片感光，可使空氣游離，稱為游離輻射。5.x光依其波長的長短，可被不同的物質(zhì)而有不同程度的吸收。6?x光管所產(chǎn)生的x光（一次輻射），因能量的不同（即波長的不同），可使被照射物體產(chǎn)生特性x光（即二次射線，也稱熒光射線）。7?x光會破壞細胞，產(chǎn)生生理上的變化。三?x光管及x光的產(chǎn)生1895年德國人W.C.Routgen首先發(fā)現(xiàn)x光，后人也稱為Routgen光。附圖二：X光管由上圖來看，此X光管又一陰極用來產(chǎn)生電子，又利用高電壓的電場作用，使電子加速，讓電子以很高的能量向陽極金屬靶上撞擊，受到靶的阻擋而減速時，就釋放能量
4、，于是產(chǎn)生X光。=J運動中的電子，受靶的阻擋而釋放能量時，有的電子一次就把所帶的能量全部放盡。有的電子需反復經(jīng)多次撞擊才能把能量放完。因此在所產(chǎn)生的X光中，也含有各種不同的波長。一次就把能量全部放出的電子，所釋放的能量最大，由此產(chǎn)生的X光，波長也最短。如果電子釋放的能量較小，則產(chǎn)生的X光，波長也較長。因電子所釋放的能量均有各種大小不同的數(shù)值，以致所產(chǎn)生的X光，也有各種不同的波長，我們稱這種含有各種波長的X光譜為連續(xù)光譜。如附圖三。圖中當管電壓（KV）逐漸升高時，x光的能量也逐漸升高，與最高能量相當?shù)淖疃滩ㄩL的x光也逐漸變短，輸出x光也逐漸增多。亦即x光強度
5、增加。附圖三：X光連續(xù)光譜及特性X光如果保持管電壓一定，只提高管電流（MA）,則如下左圖所示。"力金f6.tH_￡工⑴」*附圖四：連續(xù)光譜性質(zhì)如果更換金屬靶極為不同的元素，則如上右圖所示。x光管所產(chǎn)生的x光，有能量來看，則電子的能量只有不到其中1%轉變成為x光。其他均變?yōu)闊崮?，所以必須用冷卻水以冷卻陽極，且陽極的材質(zhì)必須有嚴格的要求。選擇X光管則視所需要的X光能量，而選擇其所用的金屬靶極，及最大的管電壓和管電流。四?特性X光及其利用于X光分析法當物質(zhì)受到高能量的電子，X光或r射線等照射時，則原子內(nèi)層軌道的電子受到激勵，而跳出軌道。造成內(nèi)層軌道空虛。此時，較
6、外層軌道的電子則跳入內(nèi)層，同時放出能量，以x光形式放射出來。因原子內(nèi)每一層軌道均有一定的能限。當電子跳回低能限的位置時，所產(chǎn)生的x光亦具有的軌道能限亦不同。所以這些x光的波長隨元素而定，一定元素會產(chǎn)生一定波長的x光。我們稱這些一定波長的x光為特性x光卩Q甸W-席占軌電"2特灼"芝X光分析法即是利用這些特性X光，來作元素的定性定量分析。又稱的特性X光。而有部分的特性X光經(jīng)過準直器。而由分光結晶于特性的0角度中，將其中某一元素的特性X光與其他元素的特性X光分離的。再經(jīng)過第二準直器而進入偵測器內(nèi)，將X光轉變?yōu)殡娒}沖或計數(shù)，可以表示入射X光的強度。其第一準直器，分
7、光結晶及為準直器均固定于一同心圓上，所以偵測器可以轉動，以改變20角度，而找尋不同反射0角的特性x光在定性分析上，可轉動偵測器，在特定的0角度上。可測定出特性x光的強度。則由此角度0依據(jù)Bragg's定律，可推測出何種特性x光，而斷定此種樣品內(nèi)含有何種元素。在定量分析上，則偵測器固定于一定0角度上，此為我們所需要測定元素的特性X光的反射角度0上，經(jīng)過一定時間，則可得到一特性X光的強度累積計數(shù)。此計數(shù)與試樣的元素含有量成正比。因此，可由計數(shù)推算出元素成份的含有量。一般在工廠上應用，主要是定量方法，于下節(jié)再詳述。1?分光結晶(Reflectincrystal)
8、當試樣由于受到x光管所發(fā)出的第一次x射線的照射，而產(chǎn)生多種特性X光
