XRF nhận dạng hợp kim: Nguyên lý hoạt động?

Bạn cần một máy phân tích XRF để nhận dạng, phân loại hợp kim nhanh, đáng tin cậy, nhưng XRF nhận dạng hợp kim hoạt động như thế nào? Nó cung cấp thông tin gì? Làm thế nào biết kết quả chính xác?

Cách XRF hoạt động từng bước (Step-by-step):

XRF (huỳnh quang tia X) hoạt động bằng cách kích thích các electron trong nguyên tử, gây ra sự thay đổi năng lượng, sau đó được phát hiện bởi detector. Dưới đây từng bước của quy trình:

1. Một chùm tia X sơ cấp năng lượng cao được phát ra từ ống tia X của máy phân tích XRF.
2. Chùm tia X năng lượng cao tương tác với các nguyên tử trong mẫu hợp kim của bạn bằng cách đẩy các electron ra khỏi vỏ quỹ đạo bên trong của nguyên tử, vì chùm tia X có năng lượng cao hơn năng lượng liên kết các electron với quỹ đạo của chúng. Các electron của một nguyên tử bị ràng buộc với các  mức năng lượng cụ thể trên quỹ đạo của chúng. Ngoài ra, khoảng cách vỏ quỹ đạo là duy nhất cho mỗi nguyên tử, do đó, một nguyên tử Fe (sắt) có khoảng cách khác nhau giữa các vỏ quỹ đạo của nó so với nguyên tử Cr (crom) so với nguyên tử Ti (titan),…
3. Khi năng lượng chùm tia X sơ cấp đánh bật các electron ra khỏi quỹ đạo của chúng và để lại chỗ trống nơi các electron thuộc về, nguyên tử trở nên không ổn định và cần phải lấp đầy chỗ trống đó ngay lập tức. Nó có thể lấp đầy những chỗ trống đó bằng cách lấy các electron từ quỹ đạo cao hơn và di chuyển chúng xuống quỹ đạo thấp hơn. Ví dụ, nếu một electron bị bật ra khỏi lớp vỏ K (lớp vỏ trong cùng gần hạt nhân nhất), một electron từ lớp vỏ L (lớp vỏ tiếp theo từ vỏ K) có thể di chuyển từ L đến K để lấp đầy vị trí trống đó và phát xạ chùm tia X đặc trưng tương ứng. Đây là huỳnh quang tia X.
4. Một lớp vỏ quỹ đạo càng xa từ hạt nhân của một nguyên tử, thì càng cần nhiều năng lượng để liên kết nó ở đó. Trong ví dụ trên, cần nhiều năng lượng hơn để liên kết một electron trong quỹ đạo của vỏ L so với liên kết của một electron trong quỹ đạo của vỏ K, bởi vì vỏ L nằm xa hạt nhân hơn. Bởi vì điều này, một electron di chuyển từ vỏ quỹ đạo cao hơn xuống vỏ quỹ đạo thấp hơn (gần hạt nhân hơn) phải mất một phần năng lượng.Trong thực tế, lượng năng lượng bị mất cho thấy sự khác biệt về năng lượng giữa hai lớp vỏ. Sự khác biệt về năng lượng này được xác định bởi khoảng cách giữa các vỏ quỹ đạo, như được đề cập trong (2) – là duy nhất cho mỗi nguyên tố.
5. Do đó, năng lượng bị mất là duy nhất tùy thuộc vào nguyên tố mà nó phát ra. Năng lượng này sau đó được phát hiện bởi máy dò trong máy phân tích XRF. Bởi vì lượng năng lượng bị mất trong quá trình huỳnh quang là duy nhất cho mỗi nguyên tố (vì mỗi nguyên tố có khoảng cách duy nhất giữa các vỏ quỹ đạo của nó), năng lượng huỳnh quang được phát hiện là dấu hiệu cho thấy các nguyên tố nào có trong mẫu hợp kim. Các tỷ lệ trong đó các năng lượng kín đáo được phát hiện là biểu thị mức độ của mỗi nguyên tố có trong mẫu, do đó cung cấp hóa học hợp kim định lượng hoàn chỉnh.
6. Thành phần hợp kim được liệt kê sau đó được tham chiếu với thư viện hợp kim trên thiết bị, nơi chứa các thông số thành phần hóa học hoàn chỉnh cho hàng trăm hợp kim. Do đó, công cụ này có thể cung cấp cho người dùng nhận dạng hợp kim đáng tin cậy.

Và tất cả những điều này diễn ra trong vài giây! Vanta- máy XRF cầm tay hiện đại, có thể xác định hầu hết các hợp kim trong khoảng thời gian từ 2 đến 5 giây – Hợp kim nguyên tố nhẹ chỉ mất vài giây. Do thành phần hợp kim được cung cấp bởi máy phân tích là sự phản ánh trực tiếp đến tỷ lệ các nguyên tố có trong hợp kim, nên phương pháp xác định hợp kim XRF có độ chính xác cao, cạnh tranh với chất lượng phòng thí nghiệm. Liên hệ với 2H Instrument ngay hôm nay để demo miễn phí thiết bị Vanta tại nơi làm việc của bạn hoặc báo giá.

Dưới đây là các ứng dụng xác minh phân loại hợp kim và tiêu chuẩn:

• Hợp kim hàng không vũ trụ
• PMI
• Đo bề dày lớp mạ
• Phân tích thành phần nhỏ
• Chế tạo kim loại QA / QC | Sản xuất kim loại
• Nhận dạng kim loại phế liệu
• Nhận dạng hợp kim | Xác minh, phân loại
• RoSH