Röntgenfluoresenssi

Röntgenfluoresenssilla (XRF) voidaan tunnistaa alkuaineita ja niiden jäämiä sekä määrittää alkuaineiden suhteelliset pitoisuudet.

XRF:ssä näytteen atomit tunnistetaan niiden lähettämien röntgensäteiden yksilöllisten aallonpituuksien perusteella. Alkuaineiden pitoisuudet voidaan laskea näiden röntgensäteiden voimakkuuksista. XRF:ää käytetään yleisimmin geologiassa ja petrologiassa, mutta se voi hyödyttää myös metallurgiaa ja öljyteollisuutta.

  • Nopeat tulokset
  • Henkilökohtaista apua asiantuntijoilta
  • Kilpailukykyiset hinnat
  • Takuu tulosten oikeellisuudesta

Mihin röntgenfluoresenssia käytetään?

XRF on näytettä vahingoittamaton menetelmä, jota käytetään tyypillisimmin kivien, mineraalien, sedimenttien ja nesteiden kemiallisiin analyyseihin geologiassa, kaivostoiminnassa ja öljyteollisuudessa.

Miten röntgenfluoresenssi toimii?

XRF:ssä näytettä säteilytetään suurienergisellä röntgensäteellä. Osa röntgensäteistä siroaa näytteestä (katso vertailu XRD-analyysiin alla), kun taas toiset absorboituvat näytteen atomeihin ja saavat atomit lähettämään fluoresenssivaloa.

Eri alkuaineiden atomit emittoivat fluoresenssivaloa eri aallonpituuksilla ja XRF-spektrometri mittaa näytteen eri aallonpituuksista koostuvan spektrin, jota voidaan käyttää näytteessä olevien alkuaineiden tunnistamiseen. 

Mikäli näyte sisältää useampaa kuin yhtä alkuainetta, aallonpituusdispersiivistä spektrometriä (WDS) voidaan käyttää monimutkaisen röntgenspektrin jaottelemiseksi yksittäisten alkuaineiden tunnusomaisiksi aallonpituuksiksi. Vertailemalla saatua spektriä referenssidatakirjastoon, näytteessä olevat alkuaineet voidaan tunnistaa.

XRF:n ja XRD:n (röntgendiffraktio) erot

Kun näytettä säteilytetään röntgensäteellä, osa säteistä absorboituu atomeihin ja osa siroaa. Kun XRF hyödyntää absorboituneen säteilyn aiheuttamaa fluoresenssivaloa, XRD-analyysi hyödyntää sironneiden säteiden luomia diffraktiokuvioita.

Röntgenfluoresenssia käytetään usein ympäristöanalytiikassa kiviaineen ja mineraalien tutkimiseen, sekä laadunvarmistukseen metalli- ja oljyteollisuudessa. Röntgendiffraktio soveltuu kiteisten mineraalien analysointiin, mutta myös esimerkiksi polymerien, lääkeaineiden ja elintarvikkeiden koostumuksen analysointiin. Lue lisää menetelmästä röntgendiffraktio-sivulta.

XRF:ään soveltuvat näytteet ja näytteiden esikäsittely

XRF-analyysi vaatii suhteellisen suuren määrän näytettä, ja näytteen tulee sisältää suuria määriä analysoitavia alkuaineita. Vaikka XRF pystyy teoriassa havaitsemaan minkä tahansa alkuaineen röntgensäteilyn emittoitumisen, käytännössä XRF-spektrometreillä on rajallinen kyky mitata tarkasti alkuaineita, joiden järjestysluku on alle 11. 

XRF-analyysiin soveltuu niin kiinteät kuin nestemäisetkin näytteet. Kiinteät näytteet tulee murskata ja jauhaa hienoksi jauheeksi ennen analyysiä. Jos jauheessa on paljon vaihtelua eri alkuaineiden määrissä sekä jauheen raekoossa, näyte tulee sekoittaa kemialliseen sulautteseen ja sulattaa sulatusuunissa tai kaasupolttimella ennen analyysiä. Sulattamisella saadaan aikaan homogeeninen ja lasimaisen materiaali josta alkuaineet ja niiden määrät on helpompi määrittää. 

Tarvitsetko XRF-analyysin?

Measurlabs tarjoaa laadukkaita XRF-analyysejä nopeilla tuloksilla ja edullisesti. Asiantuntijamme ovat myös aina valmiita auttamaan jos sinulla on kysymyksiä näytteisiisi tai niiden soveltuvuuteen liittyen. Ota meihin yhteyttä alla olevan lomakkeen kautta tai sähköpostitse info@measurlabs.com.

Soveltuvat näytematriisit

  • Kivet
  • Sedimentit
  • Malmit
  • Mineraalit
  • Maa-aines ja liete
  • Sementti
  • Keraamit
  • Lasi
  • Metallit
  • Jauheet
  • Nesteet
  • Raakaöljyt
  • Öljytuotteet

XRF:n tyypilliä käyttökohteita

  • Maanäytteiden koostumusanalyysit geologiassa ja ympäristötutkimuksessa
  • Maaperätutkimukset geofysiikassa
  • Kivien tutkimus (petrologia)
  • Malmien tutkiminen kaivostoiminnassa
  • Tuotekehitys ja laadunvalvonta metallurgiassa, sekä sementin, keramiikan ja lasin valmistuksessa
  • Fossiilisten polttoaineiden koostumusanalyysit öljyteollisuudessa

Ota yhteyttä

Voit myös lähettää sähköpostia info@measurlabs.com tai soittaa meille numeroon +358 40 735 4843.

Vastaamme aina yhden arkipäivän sisällä.

Usein kysytyt kysymykset

Mihin XRF:ää yleensä käytetään?

XRF:ää käytetään yleensä alkuaineiden ja niiden jäämien tunnistamiseen sekä pitoisuuksien määrittämiseen.

Geologisten ja petrologisten näytteiden, kuten erilaisten kivien ja sedimenttien, koostumusanalyysit ovat XRF:n yleisimmin käytettyjä sovelluksia. XRF:ää voidaan käyttää geofysikaalisissa maaperätutkimuksissa, kaivosteollisuudessa ja ympäristötutkimuksessa. Lisäksi teollisuudenalat, kuten metallurgia ja öljyteollisuus sekä sementin, keramiikan ja lasin tuotanto voivat hyödyntää XRF:ää tuotekehityksessään ja laadunvalvonnassaan. 

Mitkä ovat XRF:n rajoitteet?

XRF:llä ei voida analysoida pieniä yksittäisiä kohtia näytteestä, joten näytteen tulee olla kooltaan suhteellisen suuri. Näytteiden on yleensä painettava enemmän kuin gramman ja sisällettävä suhteellisen suuria määriä alkuaineita, joiden absorptio- ja fluoresenssi-ilmiöt tunnetaan kohtuullisen hyvin. Jotta alkuaineet voidaan tunnistaa oikein, näytemateriaalille on oltava olemassa koostumukseltaan samankaltaisia standardeja.

XRF voi määrittää pitoisuuksia 100 paino-% (painoprosentista) jopa alle ppm-tason. Alkuainejäämien havaitsemisraja on kuitenkin tyypillisesti muutaman ppm:n luokkaa.

Teoriassa XRF voi havaita röntgensäteilyn emission lähes minkä tahansa alkuaineen atomista.  Käytännössä useimmilla XRF-spektrometreillä on kuitenkin rajallinen kyky mitata tarkasti alkuaineita, joiden järjestysluku on alle 11.

XRF ei pysty havaitsemaan saman alkuaineen eri isotooppien välisiä eroja. Isotooppianalyysi on sen sijaan mahdollista suorittaa sekundääri-ionimassaspektrometrialla (SIMS) tai lämpöionisaatiomassaspektrometrialla (TIMS). XRF ei voi myöskään erottaa saman alkuaineen ioneja, joilla on erilaiset valenssitilat. Tietoa ionikoostumuksesta voidaan saada esimerkiksi märkäkemiallisesta analyysistä tai Mossbauer-spektroskopiasta.

Millaisia näytteitä XRF:llä voi analysoida?

XRF soveltuu suhteellisen suurten, yli gramman painoisten, näytteiden analysointiin. Geologiset ja petrologiset näytteet, kuten kivet, malmit, mineraalit ja maa-aines, soveltuvat erityisen hyvin analyysiin, mutta myös teollisuuden tuotteet, kuten keraamit ja lasi, sekä öljytuotteet ovat sopivia.

Näytemateriaalien on sisällettävä suuria määriä alkuaineita, joilla on kohtuullisen hyvin tunnetut absorptio- ja fluoresenssi-ilmiöt. Niillä on myös oltava koostumukseltaan samankaltaisia standardeja. Mikäli näyte sisältää suuria määriä analysoitavia alkuaineita, yleensä alkuaineet Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K ja P voidaan määrittää. Alkuainejäämien tapauksessa XRF taas havaitsee yleensä hyvin alkuaineet Ba, Ce, Co, Cr, Cu, Ga, La, Nb, Ni, Rb, Sc, Sr, Rh, U, V, Y, Zr ja Zn.

Erityisesti kiviä, malmeja, sedimenttejä ja mineraaleja tutkittaessa materiaali on jauhettava hienoksi jauheeksi. Toisinaan, erityisesti alkuainejäämiä analysoitaessa, analyysi voidaan suorittaa suoraan jauheesta, mutta yleensä jauhettu näyte on homogenoitava sulattamalla se kemiallisen sulatteen kanssa.  

Mikä Measurlabs on?

Measurlabs tarjoaa erilaisia laboratorioanalyyseja tuotekehittäjille ja laatujohtajille. Suoritamme osan analyyseista omassa laboratoriossamme, mutta enimmäkseen ulkoistamme ne huolella valikoiduille kumppanilaboratorioille. Tällä tavoin pystymme lähettämään kunkin näytteen sille sopivimpaan laboratorioon ja tarjoamaan asiakkaillemme korkealaatuisia analyyseja yli tuhannella eri menetelmällä.

Miten palvelu toimii?

Kun otat meihin yhteyttä tarjouspyyntölomakkeella tai sähköpostilla, yksi menetelmäasiantuntijoistamme ottaa mittauksesi hoitaakseen ja vastaa mahdollisiin kysymyksiisi. Saat kirjallisen tarjouksen, jossa on kerrottu mittauksen yksityiskohdat ja osoite, johon voit lähettää näytteet. Me huolehdimme sen jälkeen näytteiden toimittamisesta oikeisiin laboratorioihin ja kirjoitamme tuloksista sinulle selkeän mittausraportin.

Kuinka lähetän näytteeni?

Näytteet toimitetaan laboratorioomme yleensä lähetillä. Varmista yksityiskohdat asiantuntijamme kanssa ennen näytteiden lähettämistä.

Röntgenfluoresenssi (X-ray fluorescence, XRF) on analyyttinen menetelmä, jossa hyödynnetään röntgensäteilyä erilaisten materiaalien alkuainekoostumusten määrittämiseen. XRF perustuu alkuaineiden ja niiden jäämien tunnistamiseen sekä pitoisuuksien määrittämiseen atomien lähettämien röntgensäteiden aallonpituuksien avulla.