X선 형광(XRF)은 재료의 원소 구성을 측정하는 데 사용되는 비파괴 분석 기법입니다.
재료가 고에너지 X선에 노출되면 재료 내의 원자가 여기되어 존재하는 원소의 특정 에너지 특성의 이차(또는 형광) X선을 방출하는 원리로 작동합니다.
이렇게 방출된 엑스레이를 분석하여 재료에 포함된 원소와 그 농도를 식별합니다.
5가지 핵심 사항 설명
1. 원자의 여기
시료가 고에너지 X-선에 노출되면 이 X-선의 에너지가 시료의 원자에 흡수됩니다.
이 에너지는 원자로부터 내부 껍질 전자를 방출하기에 충분합니다.
이 과정을 여기라고 합니다.
2. 형광 엑스레이 방출
전자가 방출된 후 원자는 불안정한 상태가 됩니다.
안정된 상태로 돌아가기 위해 더 높은 에너지 준위의 전자가 방출된 전자가 남긴 빈자리를 채웁니다.
두 준위 사이의 에너지 차이는 형광 X-선 형태로 방출됩니다.
각 원소는 고유한 에너지 준위를 가지므로 방출된 X-선은 시료에 존재하는 특정 원소의 특징입니다.
3. 검출 및 분석
방출된 형광 엑스레이는 XRF 분광기로 검출됩니다.
이 엑스레이의 에너지가 측정되며, 각 원소는 특정 에너지에서 엑스레이를 방출하기 때문에 시료에 존재하는 원소를 식별할 수 있습니다.
방출된 엑스레이의 강도도 측정되며, 이를 통해 시료에 포함된 각 원소의 농도를 확인할 수 있습니다.
4. 비파괴 분석
XRF의 중요한 장점 중 하나는 비파괴 기술이라는 점입니다.
즉, 시료를 변경하거나 파괴하지 않고 분석할 수 있어 귀중하거나 희귀한 물질에 특히 유용합니다.
5. 시료 준비
XRF는 시료 준비에 대해 비교적 관대하지만 정확한 결과를 얻기 위해서는 여전히 중요합니다.
고체 시료는 측정을 위해 평평하고 깨끗한 표면이 필요하며, 분말 시료는 종종 균질화하여 펠릿으로 압축합니다.
액체 시료도 직접 분석할 수 있습니다.
적절한 시료 전처리를 통해 X선이 시료와 균일하게 상호작용하여 신뢰할 수 있고 재현 가능한 결과를 얻을 수 있습니다.
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