بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
طیف نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس
اسلاید 2 :
روش های نوین شناسایی نانوساختارها
روش های مبتنی بر اشعه X
XRF
اسلاید 3 :
طیف نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس
طیفنگاری فلوئورسانس اشعه ایکس، X-ray Fluorescence Spectroscopy (XRF) از روشهای آنالیز عنصری است که به دلیل سرعت بالای آنالیز در بعضی از صنایع دارای اهمیت است.
در این روش، اشعه ایکس به نمونه میتابد و در اثر برانگیختن اتمها و انتقال الکترونی در لایههای مختلفِ اتم، اشعه ایکس ثانویه، تولید میشود.
با تعیین طول موج (انرژی) اشعه ایکس ثانویه که مشخصه اتم است؛ میتوان عناصر موجود در نمونه مورد نظر را شناسایی کرد.
با استفاده از این تکنیک، میتوان آناليز عنصري را به صورت كيفي و تا حدودی كمي به خصوص در مورد نمونههای معدني، باستانی، زمينشناسي، کانيها، سنگها، شيشه، سيمان، سراميکها و آلياژهاي فلزي انجام داد که رد یابی عناصر از سدیم تا اورانیوم را ممکن میسازد و دقت آن برای عناصر سنگین بیشتر است.
اسلاید 4 :
اساس کار طیف نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس
در XRF ، اشعه ایکس اولیه در لوله تنگستن، مولیبدن یا کروم تولید میشود.
در اثر گذار الکترون از سطح انرژی بالاتر به سطح انرژی پایین تر، اشعه ایکس ثانویه (فلوئورسانس) تولید میشود که مشخصه عنصرهای موجود در نمونه است و به این ترتیب شناسایی عناصر مختلف صورت میگیرد.
اسلاید 5 :
نحوهی عملکرد طیف نگار فلوئورسانس اشعه ایکس
اسلاید 6 :
اجزای تشکیل دهنده طیف نگار فلوئورسانس اشعه ایکس
اسلاید 7 :
منابع اشعه ایکس
در XRF، از لولههای گوناگونی استفاده میشود تا اشعه ایکس با شدت زیاد برای برانگیختگی همه عنصرهای موجود در نمونه مجهول را تولید کند.
تفاوت این لولهها در توانِ استفاده شده در لوله، نوع سرمایش و محل قرار گرفتن پنجره برلیومی است.
آند به صورت یک لایه ی نازک بر روی پنجره ی برلیومی قرار دارد. جنس آند یا هدف (Target) معمولاً تنگستن، کُرُم، مولیبدن یا رنیوم است.
اجزای تشکیل دهنده طیف نگار فلوئورسانس اشعه ایکس
اسلاید 8 :
تحلیلگر انرژی
اشعه ایکس ثانویه گسترهای از فوتونها با انرژیهای گوناگون را شامل میشود که برای تفکیک فوتونها بر حسب انرژی آنها، از بلورهای تحلیلگر و پدیدهی پراش اشعه ایکس استفاده میشود.
معمولاً بلورهای تحلیلگر از جنس فلورید سدیم هستند و برای شناسایی عناصر از پتاسیم تا اورانیوم به کار برده میشوند.
از بلور تحلیلگر ژرمانیوم نیز برای شناسایی عناصر، از فسفر تا کلر استفاده میشود.
اجزای تشکیل دهنده طیف نگار فلوئورسانس اشعه ایکس
اسلاید 9 :
نمونهی مجهول
در کارهای پژوهشی، استفاده از دستگاه XRF برای انجام آنالیزهای کیفی که بی نیاز از نمونههای استاندارد است؛ پیشنهاد میشود.
مهمترین عناصری که به وسیله XRF اندازهگیری میشود عبارتند از آلومینیوم، کلسیم، سدیم، پتاسیم، آهن، کرم، تیتانیم، منگنز، سیلیکون و گوگرد است که نتایج حاصل از سنجش عناصر به صورت اکسیدهای عناصر بیان میشود.
در XRF های متداول، عناصر سبکتر از سدیم با عدد اتمی 11 قابل شناسایی نیستند.
اسلاید 10 :
نمونهی مجهول
اشعه ایکس ثانویهای که از هر عنصر گسیل میشود؛ بر اساس انتقالهای الکترونی میتواند به صورت طول موجهای مختلفی با نمایش Kα، Kβ،Lα ، Lβ ظاهر شود که مشخص کننده سطوح الکترونی حاصل از جابهجایی الکترونها است.
خطوط طیفی Kα و Kβ معمولاً بهترین خطوط برای سنجش عیار عناصر است در حالیکه برای عناصر سنگین مانند مس، روی و سرب از خطوطLα و Lβ استفاده میشود.
به کمک دستگاه های XRF اصلاح شده و فراهم آوردن شرایط مناسب میتوان عناصر تا عدد اتمی 5 را نیز شناسایی کرد.
اسلاید 11 :
طیف فلوئورسانس اشعه ایکس
آنچه دستگاه XRF به عنوان طیف رسم میکند، تغییر شدت بر حسب انرژی است.
به طور معمول برای هر عنصر ، پیک K و برای عنصرهای سنگین K وL در الگو مشخص می شود.
اسلاید 12 :
طیف فلوئورسانس اشعه ایکس
پیکها مربوط به فلوئورسانس مشخصهی عنصرهای گوناگون موجود در نمونه است؛ که نشان میدهد این سکه از عنصرهای طلا و مس تشکیل شده است و آنالیز کمی انجام شده بیانگر حضور 90% طلا در این سکه میباشد.
اسلاید 13 :
کاربردهای طیف نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس
روش XRF به دلیل سرعت بالا، دقت زیاد و استقلال از وابستگی به شخص آنالیز کننده، جایگزین مناسبی برای سایر روشهای آنالیز شیمی در شناسایی مواد است.
کاربرد اصلی دستگاه XRF در صنایعی مانند فولاد و سیمان است.
در صنعت، سرعت بالای آنالیز برای تنظیم ترکیب و قرار گرفتن عنصرهای موجود در نمونه در گسترهی کوچک و مشخص، استفاده از XRF را سودمند کرده است.
در لایههای نازک، رابطه میان شدت، ترکیب و ضخامت از قوانین تئوری محاسبه شدهاند که ازXRF میتوان برای تعیین دقیق ترکیب و ضخامت لایهی نازک استفاده کرد.
