X射线荧光光谱分析技术|样品的分析层厚度

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X射线荧光信号来自于样品的哪个位置

通常认为X射线荧光信号来自于样品的表面，样品内部的X射线荧光信号会被样品吸收而不能射出样品。

对于大多数地质和矿物样品（比如岩石、铁矿、水泥等），X射线荧光信号主要来自于样品几百微米的表面，越靠近表面的X射线信号越容易射出样品。

X射线在样品中的穿透深度，取决于X射线的波长和样品的成分：

波长越短，穿透深度越大。重元素产生的X射线穿透厚度深。

样品的平均原子序数越小（轻元素含量高），穿透深度越大。

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X射线的吸收公式

吸收是X射线的主要特性之一。X射线会被光路中的物质吸收，光管的激发X射线会被样品中的物质吸收，激发出来的X射线荧光在射出样品前，也会被样品中的物质吸收。

1. 吸收公式

μ：质量吸收系数

重元素的吸收系数比轻元素的吸收系数大

ρ：密度

2. 吸收的原理

光电效应（产生荧光、俄歇电子）

散射（相干和不相干散射）

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X射线荧光信号与样品厚度的关系

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X射线荧光强度 I

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无限厚样品

当样品的厚度大于分析层（产生X射线荧光）的厚度，这个样品为无限厚样品

样品是否无限厚取决于所分析的特征谱线

对于SnLA谱线，这个样品是无限厚样品；但对于SnKA谱线，这个样品不够厚。

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常见样品的分析层厚度

不同谱线在不同样品中的穿透深度

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如何计算样品的分析层厚度

1. QuantExpress无标样分析

采用无标样分析方法分析样品时，QuantExpress软件会计算各条X射线谱线在样品中的穿透厚度。

分析时输入样品的质量，软件会计算样品的厚度，校正样品厚度不够（达不到无限厚）对测量结果的影响。

2. 计算射线吸收的小程序abso.exe

在C:\\ProgramFiles (x86)\\SPECplus目录中有个计算X射线吸收的小程序：abso.exe

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关于样品厚度的注意事项

1. 建立定量分析方法时

要求样品的厚度达到无限厚

如果样品的厚度达不到无限厚，要求样品的厚度尽量厚，并且厚度尽量一致。

2. 无标样分析时，请输入样品的质量，软件会计算样品厚度不够厚时对测量结果的影响。

3. X射线荧光的信号主要来自于样品表面，尤其是轻元素的X射线信号。样品表面的污染会严重影响测量结果的准确性。

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