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如何合理使用手持式XRF和手持式LIBS技術(shù)

更新時(shí)間：2021-07-29 點(diǎn)擊次數(shù)：3811

1、XRF技術(shù)

在數(shù)字時(shí)代，手持式X射線熒光（XRF）分析等技術(shù)已被成熟應(yīng)用于快速有效地分析和驗(yàn)證供應(yīng)鏈中的材料，減少了我們對(duì)外部實(shí)驗(yàn)室的依賴。這種即時(shí)和快速分析的能力提高了許多行業(yè)的生產(chǎn)率和安全性，從而提高了盈利能力，挽救了生命。XRF分析儀在工業(yè)環(huán)境中驗(yàn)證材料的受歡迎程度，主要是受其在工業(yè)環(huán)境中的低成本控制的推動(dòng)。

手持式XRF可以測(cè)量元素周期表中從鎂到鈾的所有元素。然而，用這種技術(shù)無法測(cè)定比鎂輕的元素，如碳。直到最近幾年，移動(dòng)發(fā)射光譜法（OES）一直是測(cè)定低合金碳鋼和不銹鋼中碳的方法。移動(dòng)OES儀器通常由兩個(gè)模塊組成，體積更大、重量更重，與手持式儀器相比，移動(dòng)的方便性和范圍也不一樣。

使用手持XRF技術(shù)，樣品表面經(jīng)由小型X射線管直接照射，使樣品中的元素發(fā)射特定的二次X射線（熒光）。用半導(dǎo)體探測(cè)器檢測(cè)樣品發(fā)出的X熒光信號(hào)。手持式XRF主要用于“瞄準(zhǔn)-激發(fā)” 模式，結(jié)果對(duì)樣品幾何形狀或表面相對(duì)不敏感。斑點(diǎn)直徑一般為3至9毫米，只需少量樣品制備，即可在幾秒鐘內(nèi)獲得準(zhǔn)確結(jié)果。

2、LIBS技術(shù)

近期，手持式激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）分析作為一種有前途的技術(shù)出現(xiàn)了，它有潛力檢測(cè)和量化周期表上的輕元素（包括碳），同時(shí)具有與手持XRF相似的尺寸、形狀和便攜性。

利用手持LIBS技術(shù)，激光束照射到表面，產(chǎn)生等離子體，使金屬蒸發(fā)并還原成原子。這些原子被等離子體的高能激發(fā)，并在紫外可見光范圍內(nèi)發(fā)射出元素*的光。激光在樣品表面產(chǎn)生一個(gè)小的燒傷，LIBS分析中的斑點(diǎn)尺寸通常為50至100µm。等離子體的性質(zhì)取決于樣品表面的狀態(tài)和粗糙度。為了獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，通常需要打磨金屬樣品。

什么時(shí)候使用手持式XRF？

手持式XRF對(duì)大多數(shù)類型的金屬材料，特別是那些含有高水平合金化過渡金屬或難熔金屬的材料，提供了更好的精度。這些合金是不銹鋼、鈦、鎳、鈷基合金以及由鋯、鎢或鉭制成的特殊合金。

對(duì)于鋁和鎂合金，盡管鎂的靈敏度較低，但手持式XRF仍然可以提供非常精確的結(jié)果。將結(jié)果歸一化為100%，手持XRF結(jié)果對(duì)樣品尺寸、形狀和粗糙度不敏感，便于精確測(cè)量尺寸小于毫米的小樣本。單層和多層涂層厚度和成分分析有助于對(duì)廣泛行業(yè)和產(chǎn)品的質(zhì)量和成本控制。

手持式XRF分析儀用于*無損，樣品表面保持原樣，適合成品質(zhì)量控制或確定涂層厚度。

什么時(shí)候使用手持式LIBS？

手持式LIBS能夠檢測(cè)輕元素，如碳，因此在需要對(duì)金屬制造中的碳進(jìn)行量化或?qū)Φ秃辖鹛己筒讳P鋼進(jìn)行等級(jí)識(shí)別的應(yīng)用中，是更好的方法。事實(shí)上，碳和其他一些元素的含量對(duì)于預(yù)測(cè)碳鋼的可焊性和避免冷裂紋是至關(guān)重要的。

手持式LIBS還可對(duì)低濃度的目標(biāo)元素（如鎳、鉻和銅）提供較高的靈敏度，這些元素在石化過程和核電站中使用的碳鋼管道中至關(guān)重要。同樣，當(dāng)需要焊接不銹鋼時(shí)，可使用手持LIBS測(cè)定碳和其他合金元素，以確保使用碳含量低于0.03%的304L或316L等L級(jí)不銹鋼。

什么時(shí)候同時(shí)使用XRF和LIBS？

材料可靠性鑒別計(jì)劃有助于確保關(guān)鍵資產(chǎn)的安全性和完整性，如煉油廠、化工廠或發(fā)電廠的管道或加工裝置。石油和天然氣化工和發(fā)電行業(yè)使用各種材料，從碳鋼到不銹鋼到高溫合金。因此，這些行業(yè)或第三方檢驗(yàn)公司必須使用手持式XRF和LIBS，用于在調(diào)試或追溯驗(yàn)證測(cè)試以往材料的合規(guī)性。同時(shí)使用手持式XRF和LIBS還允許檢驗(yàn)公司實(shí)現(xiàn)最終的靈活性和機(jī)動(dòng)性，例如，使用梯子或繩索進(jìn)入其他方法在難以觸及的地點(diǎn)測(cè)試材料，同時(shí)提供全面的分析能力，對(duì)所有類型的合金進(jìn)行材料正確識(shí)別。

航空航天、汽車或石油天然氣等行業(yè)長期以來一直依賴手持XRF對(duì)各種金屬和合金進(jìn)行質(zhì)量控制。使用手持式LIBS，這些行業(yè)現(xiàn)在可以在線測(cè)量不銹鋼中的低碳含量，并確保噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣管、船用螺旋槳軸或管道等關(guān)鍵部件的制造等級(jí)正確。

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