راهنمای جامع خرید XRF [کاربردها، مزایا و تفاوت XRF با کوانتومتر]

دستگاه XRF یکی از پرکاربردترین تجهیزات آنالیز عنصری در صنایع مختلف است که برای شناسایی و اندازه‌گیری عناصر موجود در مواد مختلف استفاده می‌شود. این دستگاه با بهره‌گیری از فناوری فلورسانس اشعه ایکس (X-Ray Fluorescence)، امکان آنالیز سریع و غیرمخرب نمونه‌ها را فراهم می‌کند و به همین دلیل در صنایع معدنی، متالورژی، بازیافت فلزات، کنترل کیفیت، پتروشیمی و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی کاربرد گسترده‌ای دارد.
امروزه بسیاری از شرکت‌ها هنگام خرید دستگاه XRF با این سوال مواجه می‌شوند که این دستگاه چه تفاوتی با کوانتومتر دارد و برای کاربرد موردنظرشان کدام گزینه مناسب‌تر است. در این مقاله به معرفی کامل دستگاه XRF، نحوه عملکرد، مزایا، کاربردها و تفاوت آن با دستگاه OES یا کوانتومتر می‌پردازیم.

دستگاه XRF چیست؟

دستگاه XRF یا X-Ray Fluorescence Analyzer یک آنالایزر عنصری است که با استفاده از اشعه ایکس، ترکیب شیمیایی مواد را مشخص می‌کند. در این روش، اشعه ایکس به سطح نمونه تابانده می‌شود و عناصر موجود در نمونه انرژی مشخصی را به صورت فلورسانس بازتاب می‌کنند.

این انرژی توسط آشکارساز دستگاه دریافت شده و نرم‌افزار دستگاه بر اساس آن نوع عناصر و مقدار تقریبی آن‌ها را محاسبه می‌کند.

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های دستگاه XRF این است که نمونه در حین آنالیز آسیب نمی‌بیند؛ به همین دلیل این فناوری در دسته روش‌های Non-Destructive Testing یا آزمون‌های غیرمخرب قرار می‌گیرد.

اصول عملکرد XRF

عملکرد دستگاه XRF بر اساس سه مرحله اصلی انجام می‌شود.

1. تابش اشعه ایکس در دستگاه XRF

همانطور که ذکر شد در ابتدا باید نمونه توسط اشعه ایکس مورد تایش قرار بگیرد. از این طریق می توان موجب برانگیخته شدن الکترون های لایه های داخلی اتم ها شد. از این رو تابش خاصی از نمونه ایجاد می شود که می توان آن را شناسایی و آنالیز کرد.

2. اشعه ایکس فلورانس

در XRF  بعد از خروج الکترون از لایه داخلی اتم، یک الکترون از لایه بیرونی جای خالی آن را پر می کند. در واقع در این حالت انتقال الکترون انجام می شود که همراه با آزاد شدن انرژی به شکل فوتون اشعه ایکس است. این اشعه دارای طول موج مشخص می باشد که به آن اشعه ایکس فلورانس گفته می شود. طول موج فلورانس نشان دهنده عنصری است که این اشعه از آن ساطع شده است.

3. تشخیص عناصر با آشکارساز

شناسایی اشعه ایکس فلورانس ساطع شده از نمونه از طریق آشکارساز (detector) انجام می شود. آشکارساز باید نسبت به اندازه گیری طول موج و شدت انرژی اشعه ایکس فلورانس اقدام کند. بدیهی است که از این طریق می توان نوع عناصر موجود در نمونه و میزان غلظت آن ها را نیز تعیین کرد.

مزایای استفاده از دستگاه XRF

بدیهی است که استفاده از XRF می تواند مزایای زیادی در راستای آنالیز عناصر داشته باشد. در صنایع و آزمایشگاه ها استفاده از دستگاه های کوانتومتر ضروری است. ما در این بخش به بررسی مزایای استفاده از روش XRF خواهیم پرداخت:

• غیر مخرب بودن روش XRF : منظور از غیر مخرب بودن، عدم آسیب به نمونه در حین آنالیز آن می باشد. با استفاده از XRF به نمونه آسیب وارد نمی شود و در نتیجه می توان به صورت مجدد نیز از آن استفاده کرد.
• افزایش سرعت آنالیز مواد: از طریق XRF می توان با سرعت بیشتری نسبت به تجزیه و تحلیل نمونه مورد نظر اقدام کرد.
• آنالیز طیف گسترده ای از مواد: طیف گسترده ای از مواد جامد، مایع و پودری را می توان از طریق آن آنالیز کرد.
• آسان بودن آماده سازی نمونه: اغلب آنالیز مواد با استفاده از دستگاه کوانتومتر ساده است.
• امکان تجزیه عناصر به صورت همزمان: از طریق XRF می توان به صورت همزمان عناصر مختلف را آنالیز کرد.

کاربرد های XRF کدامند؟

 XRF نیز برای کاربرد های خاصی در صنایع و آزمایشگاه ها به کار می رود از جمله:

صنایع فلزی و متالورژی

یکی از مهم‌ترین کاربردهای دستگاه XRF در شناسایی و کنترل کیفیت آلیاژهای فلزی است. تولیدکنندگان فولاد، آلومینیوم، مس، برنج و سوپرآلیاژها از این دستگاه برای بررسی ترکیب شیمیایی محصولات خود استفاده می‌کنند.

صنایع معدنی و زمین‌شناسی

در معادن از دستگاه XRF برای آنالیز سنگ معدن، تعیین عیار عناصر و شناسایی ذخایر معدنی استفاده می‌شود.

صنایع بازیافت فلزات

مراکز خرید و بازیافت ضایعات فلزی از XRF پرتابل برای تفکیک سریع انواع فلزات و آلیاژها استفاده می‌کنند.

صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

بررسی عناصر موجود در مواد اولیه، کاتالیست‌ها و محصولات نهایی از جمله کاربردهای مهم دستگاه XRF در این صنایع است.

کنترل کیفیت محصولات صنعتی

بسیاری از تولیدکنندگان برای اطمینان از مطابقت محصولات با استانداردهای بین‌المللی از دستگاه XRF استفاده می‌کنند.

آزمون RoHS

بررسی عناصر خطرناک مانند سرب (Pb)، کادمیوم (Cd)، جیوه (Hg)، برم (Br) و کروم شش ظرفیتی (Cr6+) از مهم‌ترین کاربردهای XRF در صنایع الکترونیک است.

انواع دستگاه های XRF

می توان گفت که در حال حاضر دو دسته دستگاه XRF وجود دارد که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند. ما در این بخش به این موارد اشاره خواهیم کرد:

XRF پرتابل

دستگاه XRF پرتابل یا Handheld XRF برای آنالیز در محل طراحی شده است.

مزایای این مدل:

• وزن کم
• حمل آسان
• پاسخ‌دهی سریع
• مناسب برای معادن و بازیافت فلزات
• عدم نیاز به انتقال نمونه به آزمایشگاه

نمونه‌ای از این دسته، دستگاه EDX P3600 برند JIEBO است که امکان آنالیز عناصر از سدیم تا اورانیوم را در محیط‌های صنعتی فراهم می‌کند.

XRF3600 Jiebo

XRF رومیزی

XRF رومیزی برای آزمایشگاه‌ها و مراکز کنترل کیفیت مناسب است.

مزایای این مدل:

• دقت بالاتر
• پایداری بیشتر
• قابلیت آنالیز نمونه‌های متنوع
• امکانات نرم‌افزاری گسترده

مدل‌هایی مانند EDX6000E و EDX9000 از جمله دستگاه‌های رومیزی پیشرفته محسوب می‌شوند.

چه زمانی XRF انتخاب بهتری است؟

چه زمانی کوانتومتر انتخاب بهتری است؟

خرید دستگاه XRF

نتیجه گیری

در حال حاضر می توان گفت که آنالیز مواد در آزمایشگاه ها و صنایع تنها از طریق دستگاه های خاصی مانند XRF امکان پذیر است. XRF یکی از دستگاه های کاربردی در این زمینه است که با استفاده از اشعه ایکس کار می کند. اشعه ایکس فلورانس در دستگاه XRF موجب تابش خاصی از نمونه مورد نظر می شود که از طریق آشکارساز قابل اندازه گیری است.

برای دریافت مشاوره تخصصی، استعلام قیمت دستگاه XRF و انتخاب مناسب‌ترین مدل متناسب با نیاز مجموعه خود، می‌توانید با کارشناسان کیمیا کاوان تجهیز در ارتباط باشید.