XRF - Análise por fluorescência de Raios-X com dispersão de energia
Rápido. Simples. Não destrutivo.
O feixe de Raios-X ioniza os átomos na amostra, o detector capta a radiação de fluorescência resultante, e nosso software desenvolvido internamente processa os sinais.
É assim que funciona a análise por fluorescência de raios X.
Quando a medição começa, um tubo de Raios-X emite Raios-X de alta energia – radiação primária. Esses raios atingem os átomos na sua amostra, ejetando um elétron próximo ao núcleo do átomo e criando um desequilíbrio. Esse estado é instável. Portanto, um elétron de uma camada superior salta para o espaço vazio, emitindo radiação fluorescente.
O nível de energia dessa radiação é como uma impressão digital – exclusivamente característico do elemento em questão. Um detector mede a radiação fluorescente e digitaliza o sinal. Nosso software processa esse sinal e cria um espectro: a energia dos fótons detectados é plotada no eixo x, enquanto o eixo y mostra sua frequência (também conhecida como taxa de contagem). A posição dos picos no espectro indica o elemento, e a altura dos picos indica a concentração dos elementos na sua amostra.
Onde é que este processo é utilizado?
Único e versátil: a análise por XRF abrange todos os elementos químicos tecnicamente relevantes, do sódio ao urânio.
Medição da espessura de revestimentos/filmes secos
Análise quantitativa de materiais: Determinação da quantidade de uma substância na amostra, como:
Teor de ouro em joias
Detecção de elementos prejudiciais à saúde, como metais pesados em bens de consumo
Análise de ligas (aço inoxidável)
Eletrodeposição
Que factores podem influenciar a medição?
Que componentes dos nossos dispositivos XRF têm maior influência na precisão e fiabilidade da análise?
Veja o design básico dos nossos instrumentos XRF:
XRF - Análise por fluorescência de raios X com dispersão de energia
XRF para análise de banhos
Influência do tubo de raios X na radiação de raios X
Pequenas partes, grande efeito! O "coração" do dispositivo XRF, o gerador de Raios-X, consiste em um tubo padrão ou de microfoco com um ânodo de tungstênio, ródio, molibdênio ou cromo. O material do tubo de Raios-X determina o espectro de energia da radiação primária de Raios-X usada para excitar a amostra. Para uma ampla gama de aplicações, um ânodo de tungstênio é ideal, pois produz um espectro versátil e intensamente útil. Em algumas áreas das indústrias eletrônica e de semicondutores, ânodos de molibdênio, cromo ou ródio são utilizados.
Filtro para análise quantitativa
Apenas o que é importante passa: No caminho do ânodo até a amostra, a radiação primária de Raios-X passa por um filtro. Materiais de filtro, como folhas finas de níquel ou alumínio, absorvem parte dos Raios-X e, assim, reduzem o ruído de fundo em faixas de energia relevantes. Isso resulta em maior sensibilidade a sinais fracos de materiais presentes em baixas concentrações. Por exemplo, filtros de alumínio ajudam a detectar chumbo em concentrações particularmente baixas.
Aberturas e ótica de raios X
O diafragma, também chamado de colimador, está localizado entre o tubo de Raios-X e a amostra. Ele limita a seção transversal da radiação primária e serve para definir o ponto de medição na amostra durante a análise de fluorescência de Raios-X (XRF). Se você usar diafragmas pequenos, apenas uma pequena quantidade de radiação primária atingirá sua amostra, resultando em um sinal de fluorescência fraco. Para compensar isso, é necessário medir por um tempo correspondentemente maior.
Foco feito pela Fischer. Uma solução para esse problema é usar ópticas de policapilares em vez de diafragmas. Os policapilares consistem em capilares de vidro agrupados que podem focar quase toda a radiação primária em um pequeno ponto, semelhante a uma lupa. Existem apenas dois fabricantes de tais ópticas no mundo – e nós somos um deles.
Detetor para determinação quantitativa dos elementos
Outro componente do analisador XRF é o detector, que capta a radiação de fluorescência e a mede com alta precisão. Os dados medidos são então processados pelo nosso software de análise. Dependendo do tipo de detector, várias tarefas de medição são possíveis.
Único no mercado. Somente conosco você tem a escolha de três tipos diferentes de detectores para a solução ideal da sua tarefa de medição:
O Detector Proporcional CounterPC) é um detector consagrado que possui uma área ativa muito grande com uma janela levemente curvada. Isso permite alcançar altas taxas de contagem, e as medições podem ser feitas a uma distância de 0 a 80 mm. O PC é especialmente adequado para medições de espessura de revestimento na faixa de 1 a 30 µm e para pequenos pontos de medição. Além disso, o tubo contador proporcional possui uma compensação de deriva desenvolvida por nós, o que lhe confere uma estabilidade única.
Contra-tubo proporcionalPara medições mais sofisticadas da espessura de revestimentos e análise de materiais, a aplicação de detectores de díodos PIN de silício é ideal. Estes detectores de semicondutores oferecem uma resolução de energia mais elevada e são, por isso, ideais para a análise de materiais mais complexos.
Detectores de díodos PIN de silícioOs espectrômetros XRF de alto desempenho utilizam o detector de deriva de silício (SDD), nosso detector mais potente. Com sua resolução de energia particularmente boa e alta sensibilidade de detecção, ele oferece o melhor desempenho e pode detectar até mesmo concentrações muito baixas de elementos na sua amostra. Além disso, ele permite medições precisas de revestimentos na faixa de nanômetros e a avaliação confiável de tarefas complexas com multicamadas.
Detetor de desvio de silício (SDD)Método DCM para um ajuste fácil e rápido da distância de medição
Controle distâncias com facilidade, somente conosco: Nosso método Distance Controlled Measurement (DCM) oferece correção de medição baseada na distância e uma distância de medição flexível que pode ser ajustada continuamente. Apenas uma calibração é necessária para toda a faixa de medição, e nosso método permite a medição simples de formas geométricas complexas e depressões sem risco de colisão com a cabeça de medição.
Influência do tubo de raios X na radiação de raios X
O "coração" do nosso dispositivo de medição XRF em linha FISCHERSCOPE® XAN® LIQUID ANALYZER é o gerador de Raios-X. Ele consiste em um tubo de microfoco com ânodo de tungstênio e janela de berílio. O material do tubo de Raios-X determina o espectro de energia da radiação primária de Raios-X usada para excitar a amostra. Para uma ampla gama de aplicações, um ânodo de tungstênio é ideal, pois produz um espectro versátil e intensamente utilizável.
Filtro para análise quantitativa
Apenas o que é importante passa: No seu caminho do ânodo para a amostra, a radiação primária de raios X passa por um filtro. Os materiais filtrantes, tais como folhas finas de níquel ou alumínio, absorvem parte dos raios X, reduzindo assim o ruído de fundo nas gamas de energia relevantes. Isto resulta numa maior sensibilidade a sinais fracos de materiais que estão presentes em baixas concentrações. Por exemplo, os filtros de alumínio ajudam a detetar chumbo em concentrações particularmente baixas.
Bolhas de ar como fator de perturbação
Se bolhas de ar estiverem presentes na área de análise, podem ocorrer desvios nos resultados das medições. Os banhos de galvanoplastia são usados para reações eletroquímicas nas quais íons metálicos são depositados a partir da solução. Se bolhas de ar estiverem presentes, os íons metálicos podem se depositar em sua superfície, o que pode levar à falsificação dos resultados da análise. A concentração de certos íons metálicos no banho é subestimada.
As bolhas de ar também podem interferir no fluxo do líquido no banho, especialmente se estiverem localizadas na tubulação ou perto das entradas e saídas. Isso pode levar a uma distribuição desigual de produtos químicos no banho, afetar a homogeneidade da solução e falsificar os valores de análise.
Depósitos na janela de medição
Depósitos podem ocorrer na célula de medição, por isso a limpeza regular é necessária. Por meio de processos de calibração, lavagem e monitoramento preventivo totalmente automáticos, oferecemos uma solução para contaminações e garantimos a máxima disponibilidade técnica.
Outras soluções de medição para análise de banhos
Com os acessórios adequados, a concentração de soluções de banho pode ser medida com muitos dos nossos dispositivos XRF. Para mais informações, entre em contato conosco!
XRF - Análise por fluorescência de raios X com dispersão de energia
Influência do tubo de raios X na radiação de raios X
Pequenas partes, grande efeito! O "coração" do dispositivo XRF, o gerador de Raios-X, consiste em um tubo padrão ou de microfoco com um ânodo de tungstênio, ródio, molibdênio ou cromo. O material do tubo de Raios-X determina o espectro de energia da radiação primária de Raios-X usada para excitar a amostra. Para uma ampla gama de aplicações, um ânodo de tungstênio é ideal, pois produz um espectro versátil e intensamente útil. Em algumas áreas das indústrias eletrônica e de semicondutores, ânodos de molibdênio, cromo ou ródio são utilizados.
Filtro para análise quantitativa
Apenas o que é importante passa: No caminho do ânodo até a amostra, a radiação primária de Raios-X passa por um filtro. Materiais de filtro, como folhas finas de níquel ou alumínio, absorvem parte dos Raios-X e, assim, reduzem o ruído de fundo em faixas de energia relevantes. Isso resulta em maior sensibilidade a sinais fracos de materiais presentes em baixas concentrações. Por exemplo, filtros de alumínio ajudam a detectar chumbo em concentrações particularmente baixas.
Aberturas e ótica de raios X
O diafragma, também chamado de colimador, está localizado entre o tubo de Raios-X e a amostra. Ele limita a seção transversal da radiação primária e serve para definir o ponto de medição na amostra durante a análise de fluorescência de Raios-X (XRF). Se você usar diafragmas pequenos, apenas uma pequena quantidade de radiação primária atingirá sua amostra, resultando em um sinal de fluorescência fraco. Para compensar isso, é necessário medir por um tempo correspondentemente maior.
Foco feito pela Fischer. Uma solução para esse problema é usar ópticas de policapilares em vez de diafragmas. Os policapilares consistem em capilares de vidro agrupados que podem focar quase toda a radiação primária em um pequeno ponto, semelhante a uma lupa. Existem apenas dois fabricantes de tais ópticas no mundo – e nós somos um deles.
Detetor para determinação quantitativa dos elementos
Outro componente do analisador XRF é o detector, que capta a radiação de fluorescência e a mede com alta precisão. Os dados medidos são então processados pelo nosso software de análise. Dependendo do tipo de detector, várias tarefas de medição são possíveis.
Único no mercado. Somente conosco você tem a escolha de três tipos diferentes de detectores para a solução ideal da sua tarefa de medição:
O Detector Proporcional CounterPC) é um detector consagrado que possui uma área ativa muito grande com uma janela levemente curvada. Isso permite alcançar altas taxas de contagem, e as medições podem ser feitas a uma distância de 0 a 80 mm. O PC é especialmente adequado para medições de espessura de revestimento na faixa de 1 a 30 µm e para pequenos pontos de medição. Além disso, o tubo contador proporcional possui uma compensação de deriva desenvolvida por nós, o que lhe confere uma estabilidade única.
Contra-tubo proporcionalPara medições mais sofisticadas da espessura de revestimentos e análise de materiais, a aplicação de detectores de díodos PIN de silício é ideal. Estes detectores de semicondutores oferecem uma resolução de energia mais elevada e são, por isso, ideais para a análise de materiais mais complexos.
Detectores de díodos PIN de silícioOs espectrômetros XRF de alto desempenho utilizam o detector de deriva de silício (SDD), nosso detector mais potente. Com sua resolução de energia particularmente boa e alta sensibilidade de detecção, ele oferece o melhor desempenho e pode detectar até mesmo concentrações muito baixas de elementos na sua amostra. Além disso, ele permite medições precisas de revestimentos na faixa de nanômetros e a avaliação confiável de tarefas complexas com multicamadas.
Detetor de desvio de silício (SDD)Método DCM para um ajuste fácil e rápido da distância de medição
Controle distâncias com facilidade, somente conosco: Nosso método Distance Controlled Measurement (DCM) oferece correção de medição baseada na distância e uma distância de medição flexível que pode ser ajustada continuamente. Apenas uma calibração é necessária para toda a faixa de medição, e nosso método permite a medição simples de formas geométricas complexas e depressões sem risco de colisão com a cabeça de medição.
XRF para análise de banhos
Influência do tubo de raios X na radiação de raios X
O "coração" do nosso dispositivo de medição XRF em linha FISCHERSCOPE® XAN® LIQUID ANALYZER é o gerador de Raios-X. Ele consiste em um tubo de microfoco com ânodo de tungstênio e janela de berílio. O material do tubo de Raios-X determina o espectro de energia da radiação primária de Raios-X usada para excitar a amostra. Para uma ampla gama de aplicações, um ânodo de tungstênio é ideal, pois produz um espectro versátil e intensamente utilizável.
Filtro para análise quantitativa
Apenas o que é importante passa: No seu caminho do ânodo para a amostra, a radiação primária de raios X passa por um filtro. Os materiais filtrantes, tais como folhas finas de níquel ou alumínio, absorvem parte dos raios X, reduzindo assim o ruído de fundo nas gamas de energia relevantes. Isto resulta numa maior sensibilidade a sinais fracos de materiais que estão presentes em baixas concentrações. Por exemplo, os filtros de alumínio ajudam a detetar chumbo em concentrações particularmente baixas.
Bolhas de ar como fator de perturbação
Se bolhas de ar estiverem presentes na área de análise, podem ocorrer desvios nos resultados das medições. Os banhos de galvanoplastia são usados para reações eletroquímicas nas quais íons metálicos são depositados a partir da solução. Se bolhas de ar estiverem presentes, os íons metálicos podem se depositar em sua superfície, o que pode levar à falsificação dos resultados da análise. A concentração de certos íons metálicos no banho é subestimada.
As bolhas de ar também podem interferir no fluxo do líquido no banho, especialmente se estiverem localizadas na tubulação ou perto das entradas e saídas. Isso pode levar a uma distribuição desigual de produtos químicos no banho, afetar a homogeneidade da solução e falsificar os valores de análise.
Depósitos na janela de medição
Depósitos podem ocorrer na célula de medição, por isso a limpeza regular é necessária. Por meio de processos de calibração, lavagem e monitoramento preventivo totalmente automáticos, oferecemos uma solução para contaminações e garantimos a máxima disponibilidade técnica.
Outras soluções de medição para análise de banhos
Com os acessórios adequados, a concentração de soluções de banho pode ser medida com muitos dos nossos dispositivos XRF. Para mais informações, entre em contato conosco!
Que norma é aplicada neste caso?
XRF - Análise por fluorescência de raios X com dispersão de energia, de acordo com IPC-4552-A/B e IPC-4556
Descubra os nossos aparelhos de medição.
