PHƯƠNG PHÁP HUỲNH QUANG TIA X TRONG PHÂN TÍCH VẬT LIỆU XÂY DỰNG

 

Huỳnh quang tia X (XRF) là gì?

Quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) là một kỹ thuật phân tích nguyên tố với ứng dụng rộng rãi trong khoa học và công nghiệp. XRF dựa trên nguyên tắc rằng các nguyên tử riêng lẻ, khi được kích thích bởi một nguồn năng lượng bên ngoài, sẽ phát ra các photon tia X có năng lượng hoặc bước sóng đặc trưng. Bằng cách đếm số lượng photon của mỗi năng lượng phát ra từ một mẫu, các phần tử có mặt có thể được xác định và định lượng.

                        

Nguyên tắc cơ bản của quang phổ tia X

Việc xác định các nguyên tố bằng phương pháp tia X dựa trên bức xạ đặc trưng phát ra từ vỏ electron bên trong của các nguyên tử trong một số điều kiện nhất định. Lượng tử phát ra của bức xạ là các photon tia X có năng lượng riêng cho phép xác định các nguyên tử tạo ra chúng. Để hiểu hiện tượng này, trước tiên chúng ta phải xem xét cách tạo ra tia X.

Khi một chùm electron năng lượng cao chiếu vào một vật liệu, một trong những kết quả của sự tương tác là sự phát xạ của các photon có phổ năng lượng rộng. Bức xạ này, được gọi là bremsstrahlung và là kết quả của sự suy giảm vận tốc của các electron bên trong vật liệu. Tính liên tục của bremsstrahlung được minh họa như là một hàm của điện áp gia tốc electron khi sử dụng bia molypden trong hình dưới đây

                  

 

Một kết quả khác của sự tương tác giữa chùm electron và vật liệu là sự phóng ra các quang điện tử từ lớp vỏ bên trong của các nguyên tử tạo nên vật liệu. Các quang điện tử này rời đi với một động năng (E – φ) là sự khác biệt về năng lượng giữa năng lượng của hạt tới (E) và năng lượng liên kết (φ) của electron nguyên tử. Electron bị đẩy ra để lại một lỗ trống trong cấu trúc điện tử của nguyên tử và sau một thời gian ngắn, các electron nguyên tử sắp xếp lại, với một electron từ lớp vỏ năng lượng cao hơn lấp đầy chỗ trống. Bằng cách này, nguyên tử phát ra huỳnh quang, hay là sự phát xạ của một photon tia X có năng lượng bằng với sự chênh lệch năng lượng của trạng thái ban đầu và cuối cùng. Phát hiện photon này và đo năng lượng của nó cho phép chúng ta xác định nguyên tố và quá trình chuyển đổi điện tử cụ thể và nguồn gốc của chúng. Đây là cơ sở cho phép đo phổ XRF, trong đó các phần tử có thể được định lượng dựa trên cường độ phát xạ của tia X đặc trưng từ một mẫu đang được kích thích.

Ưu điểm của phương pháp

- Phân tích thành phần hóa rất nhanh (trung bình 8-12 phút / mẫu tùy theo Model thiết bị)

- Cho độ chính xác tương đối cao (nếu có sử dụng đường chuẩn thì sẽ cho độ chính xác tương đương với phân tích hóa ướt)

- Chế độ quét và khảo sát mẫu

- Dùng được cho tất cả dạng mẫu : dạng bột, dạng lỏng, dạng rắn

- Được ISO công nhận là phương pháp thử hiệu quả trên ximang: ISO 29581-2 : 2010

- Đã có tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9817 : 2013 phân tích quặng sắt bằng phương pháp huỳnh quang tia X

- Cho phép phân tích chính xác trên vật liệu nếu chỉ có 1 pha nền.

Những mặt hạn chế

- Giá thành thiết bị rất cao, tiêu hao vật tư thử nghiệm nhiều

- Cần phải có thêm các thiết bị đi kèm: máy nghiền, máy ép, bột kết dính

- Để phân tích chính xác cần có bộ đường chuẩn thích hợp

- Do là thiết bị phóng xạ nên cần theo dõi, đo suất liều và thời gian tiếp xúc với thiết bị hợp lý

                   

Bạn có thể làm gì với XRF?

Bạn có thể trỏ máy phân tích XRF vào hầu hết mọi thứ và nhận được kết quả. Các ứng dụng phổ biến sử dung cho phân loại phế liệu kim loại, nhận dạng hợp kim (PMI), kiểm soát chất lượng (QC) trong sản xuất kim loại, thăm dò hoặc khai thác địa chất, thử nghiệm các vật liệu công nghiệp như xi măng hoặc than, và thử nghiệm chì trong sơn hoặc các chất gây độc hại khác trong các sản phẩm tiêu dùng.

Bạn có thể phát hiện các nguyên tố nào với XRF

Các nguyên tố nhẹ nhất trong bảng tuần hoàn (ví dụ như , Hydro, Carbon, Nitơ, Oxy , Flo) có tia X quá yếu để quay trở lại máy dò nên không phát hiện được khi sử dụng XRF. Và XRF chỉ cho bạn biết có bao nhiêu nguyên tố có trong vật liệu mà không có thông tin gì về cấu trúc hóa học của các vật liệu này.

XRF có nguy hiểm khi sử dụng phóng xạ không?

Không, XRF cầm tay không nguy hiểm khi hoạt động theo chỉ dẫn. Các thiết bị XRF tạo ra các tia X là bức xạ ion hóa, vì vậy bạn phải luôn áp dụng nguyên tắc liều chiếu tối thiểu (ALARA). Nguyên tắc cơ bản là – áp dụng cho bất cứ thứ gì có hình dạng khẩu súng – đó là không chĩa súng vào bất cứ ai và bóp cò. Công suất XRF cầm tay thấp hơn nhiều so với chụp ảnh X-quang, do đó, người dùng XRF có liều chiếu gần như phông phóng xạ tự nhiên.

XRF có phức tạp không?

Không phức tạp đối với người dùng. Khi sử dụng đúng thiết bị và hiệu chuẩn phù hợp cho các mẫu, chỉ cần nhắm và bắn và kết quả sẽ hiện rõ ràng, đầy đủ trên màn hình. Giao diện trên các thiết bị XRF được thiết kế giống như điện thoại thông minh, vì vậy người dùng sẽ cảm thấy quen thuộc.

Có thể thử nghiệm XRF ở đâu?

Thử nghiệm ở Opacontrol với:

• Trang thiết bị hiện đại: Trung tâm thí nghiệm kiểm định chất lượng Opacontrol được đầu tư phòng thử nghiệm với máy móc thiết bị hiện đại, chuyên sâu về vật liệu xây dựng, đảm bảo tính chính xác, trung thực của kết quả thử nghiệm.
• Đội ngũ chuyên nghiệp: Đội ngũ kỹ thuật viên, thử nghiệm viên trình độ chuyên môn cao, có nhiều kinh nghiệm trong hoạt động thử nghiệm và chứng nhận vật liệu xây dựng;
• Tận tâm với khách hàng: Opacontrol có thể hỗ trợ và hướng dẫn doanh nghiệp đạt được chứng nhận theo các tiêu chuẩn sản phẩm bằng năng lực của tổ chức chứng nhận nhiều năm kinh nghiệm và đầy đủ năng lực pháp lý.
• Tiết kiệm: Thủ tục và chi phí rõ ràng, hợp lý đáp ứng toàn diện mọi yêu cầu của khách hàng, đem đến giá trị thực cho các doanh nghiệp hợp tác.

Để được tư vấn và kiểm tra chất lượng một cách tốt nhất hãy liên hệ với chúng tôi  công ty TNHH Chứng Nhận Và Kiểm Định Chất Lượng Opacontrol. Hotline: 1800.646480