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    “戲說”XRF的前世今生,“兄長”與“小弟”的“恩怨情仇”

    發布時間:2020-1-3 點擊:1422 來源:仲達儀器

    跨入隆冬,回首已經過去的2019年,在中美貿易戰漫長的拉鋸背景下,共和國喜慶了她的七十誕辰。歷經了四十年改革開放后,由人口紅利所帶來的中國制造業粗放增長模式漸漸遠去,許多關鍵詞諸如“消費升級”、“制造業升級”、“智能制造”、“綠色轉型”、“創新創業”開始越來越頻繁的出現在我們的視野中。這些概念的出現,標志著新時代下制造業的新特點和新機遇,對于一直以來服務和支撐制造業的分析儀器行業而言,在面對新挑戰的同時,也將擁有在產品的研發設計、工藝流程和流通流轉的整個生命周期中更為廣闊的應用前景。對于元素分析這項材料表征中最為基礎的分析項目而言,X-射線熒光光譜(XRF)技術作為了一類成熟而又不斷創新的分析手段,因其具有的綠色、小型化、即時性和靈活性等特點,必將更加廣泛地與新的產業趨勢相結合。

    談及XRF,在不同的從業者眼中的形象千差萬別。既有電子顯微鏡上延伸出來的一個精巧的“金屬盒子”;也有礦金實驗室運轉不停又風塵仆仆的“老師傅”;既是RoHS實驗室中離不開的“篩分神器”;也是地礦隊伍上山下鄉野外勘查的“小伙伴”。各個XRF廠家在將這種技術手段應用于儀器分析來滿足各個行業的實際需要時,XRF也變成了不同的樣子。萬變不離其宗的是:XRF大體上可以分成波譜儀(WD-XRF)和能譜儀(ED-XRF)兩個兄弟流派。

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    兩者中,波譜儀(WD-XRF)作為“長兄”,歷經了數十年的發展,在追求靈敏度和分析效率這條大道上不斷地突破自身。隨著各廠商軍備競賽一般地提升產品配置,時至今日,在核心的X射線管、分光晶體(人工擬晶體)和正比計數器等光學部件上,波譜儀已經進入了發展的瓶頸期。對于純粹意義上的波譜儀,其未來的發展方向將集中于軟件和數據處理的進步和智能化,以及與其他設備協同工作的自動化。

    作為“小弟”的能譜儀(ED-XRF),則在過去的20年中有如青春期一般瘋狂生長。其最為核心的部件——X-射線探測器,經歷了正比計數器,Si-PIN,Si(Li),HpGe,SDD探測器等迭代更新,數字脈沖處理器的處理能力也跨越了數個數量級來到了1000~3000kcps這個量級。這些光學部件的更新換代不僅僅意味著參數指標層面的變化,對于分析儀器行業而言,也意味著需要重新評估能譜儀的應用前景。它將不僅僅被滿足于RoHS指令的篩分和少數元素的分析,對于曾經由波譜儀獨占的復雜應用領域,如今的能譜儀也有了可以一試的實力,對于部分特殊應用,能譜儀甚至展現出了優于波譜儀測試能力的一面。結合能譜儀所具有的光路簡單、維護容易、便于場景化設計和小型化的特點,未來的能譜儀應用將有極大的想象空間。

    在這樣的技術背景下,XRF的革新也不僅僅局限于對能譜儀的迭代,WD+ED“雙核”分析的理念也被引入到XRF的更新中,將“長兄”與“小弟”集于一身。在這種“跨界”結合的嘗試,可以同時獲得兩種方法檢測樣品中元素的光譜數據和定量分析結果,再通過數據分析以“突破”傳統XRF分析能力的“邊界”。這種WD和ED分析通道的共用,不但可以提升光譜儀的測試效率,同時可以通過能譜探測器的譜圖記錄功能,提升儀器對于數據流的回溯控制。此外,得益于能譜光路的精簡設計,高效的分析能力令非均質樣品的小區域分析及元素分布圖的實際應用成為可能,解決了制造業的應用需求。

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    樣品的小區域分析及元素分布圖

    XRF廠商在技術研發和產品創新上的不斷努力,將幫助科研及工業生產的工作者更清晰地探知眼前的世界,同時,也將助力更多制造業者解析材料的奧秘,創造更美好的未來。

       我司是一家以XRF產品為核心的集研發、制造、銷售、專業技術方案提供、實施為一體的高科技企業,依靠世界頂級技術專家組成的研發團隊,造就了居于國際技術領先地位的X熒光分析產品,致力于為用戶提供無損全元素的識別、檢測與成份分析和系統解決方案,產品以其出眾的品質和易用性廣泛應用于RoHS環保管控、合金成份分析、鍍層測厚、貴金屬檢測及食品重金屬檢測等行業。

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