X射线荧光光谱分析技术的发展
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X射线荧光光谱分析技术的发展

射线荧光指的是射线照射在某件物品上所产生的次级射线, X射线荧光光谱技术作为一种使用得较为广泛的射线检测技术, 经过了多年的发展, 已经初步取得了一定的进展。现如今, X射线荧光光谱技术作为分析产品成分的的主要方法, 被广泛应用。X射线荧光光谱检测技术所拥有的有点十分明显, 主要有分析速度较快、成本较低、检测范围大等特点, X射线荧光光谱技术被广泛用于半定量和定量的分析中, 本文就X射线荧光光谱分析技术的发展做简要的探究, 希望可以进一步推进X射线荧光光谱分析技术的发展和应用。

1 X射线荧光光谱分析技术的发展历史

X射线最早是由一个叫做伦琴的外国人发现的, 随后他用了很长的时间研究出了X射线可以用来分析某些元素。随后, 后人根据他的研究成果, 研制出了X射线荧光光谱仪, 并在一些领域进行推广和使用。我国最早的X射线荧光光谱仪就是引进美国的产品, 随后我国开始重视对X射线荧光光谱仪的研究, 在上世纪七十年代, 我国自主研发出了具有能量色散的X射线光谱仪, 这标志着我国在X射线领域的研究取得了一项重大的突破[1]。上世纪九十年代以来, 随着微型计算机的普及, 科学技术有了长足的发展, 中国在X射线领域的研究也迈入了新的纪元, 我国可以自主研发一些具有极强实际意义的X射线光谱仪, 并将这些光谱仪投入到实际的生产运做当中, 我国的X射线领域取得了重大进展, 包括用X射线进行简单的元素分析、光谱分析以及一些元件的制作[2]。在二十一世纪的今天, 我国的X射线荧光光谱技术的发展迎来了一个新的发展高峰期。

2 X射线荧光光谱技术的基本原理

所谓的X射线荧光光谱技术就是用X射线对某种待检测样品进行照射, 然后根据该样品对X射线的吸收程度来确定该样品的成分以及内在的变化形式[3]。我们知道分子都是由原子组成的, 而原子是由原子核和核外电子组合而成的, 核外电子会以一种固定的方式围绕着原子核进行运动, 而当我们使用X射线对该样品进行照射时, 那么核外电子就会由于X射线的干扰脱离轨道, 这样一来, 那么原有的电子的排列组合就会发生变化, 它本来的位置就会出现空缺。此时便会有另一层的电子填补到空缺的位置, 并产生能量差, 我们可以通过X射线荧光来表现出来, X射线荧光简称为XRF。因此, 待检测样品中的成分含量就会以这种方式检查出来, 我们可以根据X射线荧光光谱图来进行分析, 并据此得知待检测物品的成分。

3 X射线荧光光谱分析技术的应用

3.1 在进厂物料中的应用

X射线荧光光谱分析技术的应用十分广泛, 特别是在钢铁行业当中。在钢铁生产部门当中, 我们在勘测矿石和铁粉等进厂材料的时候经常需要用到X射线荧光光谱技术。就比如对在冶炼之前的矿石和金属进行分析和归类。在矿物的传送途中, 我们就可以根据X射线的光谱来判定矿石和金属的种类及其成分构成, 与传统的抽样化验的方法相比, 更加方便快捷, 大大的提高了工作效率。

3.2 在钢铁烧制过程中的应用

在钢铁的烧制过程当中, 对于技术的要求更高。各种配料的混合以及温度的控制一直是钢铁烧制过程中面临的一大难题。传统的控制方法在精确度上不尽人意, 以至于大量的资源浪费, 或者难以冶炼出符合标准的钢铁出来。X荧光光谱技术的发展, 在很大程度上缓解了这一大难题。X荧光光谱技术可以在冶炼过程中实时监测冶炼炉中的各项数据指标的变化情况, 便于工作人员及时进行调整, 采用这种方式冶炼出来的钢铁材料在品质上要优于采用传统监测方法冶炼的钢铁, 在节约资源方面也具有重大意义。

3.3 在钢铁冶炼过后的应用

我们知道钢铁并非是从冶炼炉中取出就可以直接投放到市场, 还要经过一系列复杂工序, 才可投放市场。比如在初步完成之后, 钢铁中还含有大量碳、硫、璘等元素, 这些元素会导致钢铁的纯度下降, 品质也会随之下降, 所以要采用X荧光光谱分析技术检测钢铁中的各种元素的含量多少, 然后投入石灰石一起进行冶炼, 将石灰石冶炼成活性石灰, 从而降低钢铁中其它元素的含量。最后再用脱渣剂对钢铁中的残渣进行处理, 形成钢渣。在此过程中, X荧光光谱技术的应用使得这些程序更加方便快捷, 降低了生产成本。

4 结语

随着社会科学技术的进步, X射线荧光光谱技术的应用越来越广泛, 在很多的领域中都取得了较好的反响。但是当前我国在X射线荧光光谱技术这一领域的发展还远远达不到世界领先的水平, 我们的许多机器设备都是引进自西方的发达国家, 核心技术仍然掌握在西方发达国家的手里, 因此, 我们必须要加大研究力度, 早日掌握核心技术。