Анализатор ROHSXRF, основанный на рентгеновской флуоресцентной спектроскопии (XRF), обеспечивает неразрушающее и быстрое обнаружение, стимулируя характерную рентгеновскую флуоресценцию элементов в образце. Основные принципы и ключевые технологии заключаются в следующем:
I. Механизмы возбуждения и флуоресцентного излучения
Первичное возбуждение рентгеновских лучей
Встроенные в прибор рентгеновские трубки (например, Rh - мишень) производят высокоэнергетические первичные рентгеновские лучи, которые после проникновения на поверхность образца взаимодействуют с электронами внутреннего слоя атома. Когда энергия рентгеновского излучения превышает энергию связывания электронов, внутренние электроны (например, слой K) выбиваются, чтобы образовать дырки, и атомы входят в возбужденное состояние.
характерная флуоресцентная эмиссия
Атомы в возбужденном состоянии нестабильны, внешние электроны (например, L - слой) переходят, чтобы заполнить дырку, выделяя разницу в энергии, чтобы сформировать характерную рентгеновскую флуоресценцию. Например, энергия флуоресценции K - α свинца (Pb) составляет 74,97 кВ, кадмия (Cd) - 23.17 кВ, а энергия флуоресценции различных элементов имеет сексуальность и составляет « отпечаток элемента».
Обнаружение и анализ флуоресцентных сигналов
Обнаружение дисперсионного типа энергии (EDXRF)
Энергия флуоресценции измеряется непосредственно с помощью кремниевого дрейфующего детектора (SDD), который преобразует сигнал в спектральную карту энергии с помощью мультиканального анализатора (MCA). Горизонтальная ось - энергия (KEV), продольная ось - скорость подсчета, пиковое положение соответствует типу элемента, площадь пика положительно коррелирует с содержанием.
Обнаружение дисперсии длин волн (WDXRF)
Через кристаллический спектрометр, разделяющий флуоресценцию по длине волны, детектор сканирует по точкам, чтобы получить спектр. Разрешение WDXRF выше, но требует механического вращения деталей и медленного анализа.
III. Методы количественного анализа
Метод основных параметров (FPM)
Интенсивность флуоресценции рассчитывается на основе теоретической модели и в сочетании с результатами коррекции эффекта матрицы образца (например, эффекта поглощения - усиления) подходит для сложных образцов матрицы.
Метод эмпирических коэффициентов
Кривая калибровки устанавливается с использованием стандартных образцов для определения содержания элементов с помощью регрессионного анализа. Например, при обнаружении содержания свинца в монтажных платах необходимо выбрать образец, соответствующий матрице образца (например, эпоксидной смоле).
Методы анализа без шкалы
Производители приборов предварительно хранят данные стандартных образцов, а пользователи корректируют дрейф прибора с помощью эталонных образцов для достижения быстрого скрининга. Однако этот метод имеет ограниченную точность в отношении легких элементов (например, хлора, брома).
IV. Технические преимущества и сценарии применения
ключевое преимущество
Неразрушающий контроль: не нужно разрушать образец, подходит для скрининга готовой продукции.
Быстрый анализ: Одноразовое тестирование занимает от нескольких секунд до нескольких минут.
Многоэлементная синхронизация: одновременное обнаружение таких элементов, как свинец, ртуть, кадмий, шестивалентный хром и полибромированные дифениловые эфиры, как это определено директивой RoHS.
Типичное применение
Производство электроники: обнаружение вредных веществ в монтажных платах, разъемах.
Игрушечная промышленность: скрининг тяжелых металлов (например, сурьмы, мышьяка) в детских игрушках.
Экологический мониторинг: анализ загрязнения тяжелыми металлами в почве и водоемах.
V. Ограничения и направления улучшения
Предел обнаружения помех матрицы
Легкие элементы (например, хлор, бром) имеют более высокий предел обнаружения, и для уменьшения поглощения воздуха требуется вакуумный режим или продувка гелием. Сложные образцы матрицы требуют повышения точности в сочетании с лазерной денудацией (LA - ICP - MS).
Задача обнаружения шестивалентного хрома
XRF не может различать валентные состояния хрома и требует дополнительного анализа с помощью химического титрования или технологии поглощения рентгеновскими лучами ближней структуры (XANES).
Анализатор ROHSXRF обеспечивает эффективные и надежные технические средства для проверки соблюдения экологических требований посредством точного возбуждения и обнаружения характерной флуоресценции элементов и является ключевым инструментом зеленой трансформации электронной промышленности.