Recherche sur l'analyse élémentaire qualitative et quantitative à l'aide d'un spectromètre EDXRF

Résumé:

Spectromètre EDXRF Le spectromètre de fluorescence X à dispersion d'énergie (EDXF) repose sur le phénomène physique d'émission de rayons X caractéristiques lors de l'excitation d'échantillons par des rayons X de haute énergie. Il identifie les éléments présents dans l'échantillon en fonction de la différence de longueur d'onde des rayons X caractéristiques de chaque élément et détermine leur composition élémentaire en comparant l'intensité des raies spectrales de ces différents éléments. LISUN EDX-2A Cet article décrit le principe de fonctionnement, la composition du système, la méthode d'analyse quantitative et les applications typiques du spectromètre EDXRF, notamment pour les tests de conformité RoHS, l'analyse élémentaire et la mesure de l'épaisseur des revêtements. Des tableaux répertorient les énergies spectrales caractéristiques des éléments courants, les valeurs limites RoHS et les principaux paramètres de l'instrument, fournissant ainsi des références techniques pour le dépistage des substances dangereuses et la détermination de la composition des matériaux des produits électriques et électroniques.

1 Présentation

Face au durcissement constant des réglementations environnementales, telles que la directive RoHS relative aux produits électriques et électroniques, et à la demande croissante de méthodes d'analyse multi-éléments rapides, non destructives et simultanées, suscitent un vif intérêt. La spectrométrie de fluorescence X (XRF), méthode de dépistage rapide spécifiée dans la norme *Méthode d'essai pour les substances dangereuses dans les produits d'information électronique* (SJ/T 11365-2006), permet de déterminer en quelques minutes les teneurs en plomb (Pb), mercure (Hg), cadmium (Cd), chrome (Cr), brome (Br) et autres éléments. Le spectromètre EDXRF distingue directement les raies spectrales grâce à un détecteur d'énergie, sans recourir à des cristaux dispersifs. De conception compacte et rapide, il est devenu un instrument courant pour le contrôle de conformité RoHS et l'analyse des alliages. LISUN EDX-2A Le spectromètre EDXRF est un appareil typique intégrant trois fonctions : test RoHS, analyse élémentaire et mesure de l’épaisseur du revêtement.

Principe de fonctionnement de 2

Le principe de fonctionnement d'un spectromètre EDXRF peut se résumer en deux points. Premièrement, l'identification qualitative : lorsqu'un échantillon est irradié par des rayons X primaires émis par un tube à rayons X, les électrons des couches internes des atomes qui le composent sont excités et subissent une transition. Les électrons des couches externes comblent les lacunes et émettent des rayons X caractéristiques dont l'énergie correspond à la différence d'énergie entre deux niveaux d'énergie. Du fait des différentes structures atomiques des éléments, les longueurs d'onde (énergies) de leurs rayons X caractéristiques émis sont différentes. Ainsi, les éléments présents dans l'échantillon peuvent être identifiés grâce à la longueur d'onde (énergie) de leurs raies spectrales caractéristiques. Deuxièmement, la détermination quantitative : dans des conditions d'excitation et de mesure identiques, l'intensité de la raie spectrale d'un élément donné est proportionnelle à sa concentration dans l'échantillon. Par conséquent, la composition élémentaire de l'échantillon peut être déterminée en comparant les intensités des raies spectrales des différents éléments. EDX-2A Il est équipé d'un détecteur haute résolution et d'un système d'analyse multicanal. Il compte les photons X caractéristiques en fonction de leur distribution énergétique afin de former un spectre d'énergie ; le logiciel identifie ensuite les pics spectraux et intègre leurs aires pour réaliser une analyse qualitative et quantitative.

Le tableau 1 présente l'énergie et la longueur d'onde des raies spectrales caractéristiques des rayons X des éléments couramment testés pour la directive RoHS.

EDX-2A_Équipement de test RoHS

3. Système d'instrumentation et principaux paramètres

Le EDX-2A Le spectromètre EDXRF se compose d'une source d'excitation de rayons X, d'une chambre d'échantillon, d'un détecteur haute résolution, d'un analyseur multicanaux et d'un logiciel de traitement des données. Il intègre également une caméra haute définition et un éclairage de la chambre permettant d'observer en temps réel la position des échantillons. Les principales caractéristiques techniques de l'instrument sont présentées dans le tableau 2.

4. Méthode d'analyse quantitative

La mesure quantitative adopte la stratégie d’« étalonnage avec des échantillons standards – comparaison de l’intensité spectrale ». Dans un premier temps, des échantillons standards à teneur connue sont utilisés pour établir une courbe d’étalonnage, qui représente la relation fonctionnelle entre la teneur en éléments et l’intensité nette des raies spectrales caractéristiques. Lors de l’analyse d’échantillons inconnus, l’instrument calcule les teneurs en éléments en se référant à la courbe d’étalonnage à partir des intensités des raies spectrales mesurées. Pour le contrôle de conformité RoHS, des échantillons standards correspondants peuvent être utilisés pour le dosage précis du plomb (Pb), du mercure (Hg), du cadmium (Cd), du chrome (Cr) et du brome (Br) conformément à la norme SJ/T 11365-2006. EDX-2A L'appareil est livré avec un échantillon d'argent pur et des échantillons conformes aux normes européennes (accompagnés d'un certificat d'étalonnage européen) pour l'étalonnage et l'autocontrôle par l'utilisateur. Les limites de substances dangereuses dans les matériaux homogènes, conformément à la directive RoHS (2011/65/UE, RoHS 2.0), sont indiquées dans le tableau 3.

Applications typiques de 5

Le EDX-2A Il prend en charge trois applications typiques sur un seul instrument. Premièrement, les tests RoHS (modèles EDX-2A, EDX-2AB, EDX-2AC, EDX-2ABC, EDX-2T), adapté à la détection RoHS 1.0 des produits électriques et électroniques, des composants, des plastiques et des pièces en plastique. Deuxièmement, l'analyse des alliages (EDX-2AB, EDX-2ABC, EDX-2T). Il peut tester le fer, le cuivre, l'acier inoxydable, l'or, le platine et d'autres métaux. Il peut analyser les éléments de S à U en conditions non sous vide et de Na à U sous vide, et fournir les teneurs élémentaires absolues. Troisièmement, mesure de l'épaisseur du revêtement (EDX-2AC, EDX-2ABC, EDX-2T). Cet appareil calcule l'épaisseur absolue du revêtement en mesurant l'intensité spectrale caractéristique des éléments qui le composent et s'applique au contrôle qualité des couches et revêtements de galvanoplastie. Cette série se distingue par sa haute résolution, ses composants essentiels importés d'Europe et d'Amérique, sa protection contre les surintensités et les courts-circuits, son contrôle de test automatisé et son assistance technique complète, fruit d'une longue expérience dans le secteur industriel.

Conclusion 6

Spectromètre EDXRF identifie les éléments par longueur d'onde caractéristique des rayons X et quantifie les teneurs élémentaires par intensité de la raie spectrale, réalisant une détection multi-éléments non destructive, rapide et simultanée. LISUN EDX-2A Ce dispositif peut être configuré par logiciel pour servir de testeur RoHS, d'analyseur élémentaire de métaux et de mesureur d'épaisseur de revêtement. Sa plage de détection s'étend de 2 ppm à 99.99 %, répondant ainsi à des exigences variées telles que le contrôle des substances dangereuses dans les produits électriques et électroniques, l'identification de la composition des alliages et la mesure de l'épaisseur des revêtements. Il constitue un outil fiable pour le contrôle qualité en laboratoire et sur les lignes de production.