简而言之，X射线荧光（XRF）既是一种定性分析技术，也是一种定量分析技术。 它的功能完全取决于分析目标、仪器的设置和使用的方法。虽然每一次XRF测量都固有地提供定性数据，但要获得准确的定量结果，则需要一个更周到和严格的过程。
XRF固有地识别样品中存在哪些元素（定性）。要确定每种元素存在“多少”（定量），仪器需要使用已知标准进行仔细校准，从而将其从简单的探测器转变为精确的测量工具。
XRF如何实现定性分析
定性分析回答了一个简单的问题：“这个样品里有什么？” 这是所有XRF分析仪器的基本能力。
基本原理：识别元素
每种元素在被初级X射线源激发时，都会发射出自己独特的一组次级X射线。这些次级X射线具有特定的能量水平，充当元素的“指纹”。
XRF仪器的探测器测量从样品发出的每束X射线的能量。通过识别这些特征能量，软件可以明确确定存在哪些元素。
定性结果的样子
原始输出通常是谱图，这是一张显示X射线强度与能量关系的图表。该图表上的每个峰都对应于特定元素的独特能量指纹，从而清晰地提供了样品元素组成的视觉清单。
迈向定量分析的途径
定量分析更进一步，旨在回答：“这个样品中每种元素有多少？” 这需要将定性数据转换为浓度。
从存在到比例
元素特征X射线信号的强度——本质上是其在谱图中峰的高度——与其在样品中的浓度直接相关。信号越强，通常意味着该元素存在得越多。
然而，这种关系并非完全是线性的，可能会受到样品中其他因素的影响。
校准的关键作用
为了获得真正的定量结果，必须对仪器进行校准。这涉及测量具有已知且经过验证的待测元素浓度的认证参考物质（CRM）或“标准品”。
通过将未知样品的信号强度与已知标准品的信号强度进行比较，软件可以构建校准曲线。该曲线使其能够准确计算样品中的元素浓度，通常以百分比或百万分之一（PPM）表示。
“无标样”分析
一些XRF系统提供“无标样”或“基本参数”（FP）分析。该方法使用理论物理原理和算法来估计浓度，而无需直接的校准标准品。虽然这对快速估算非常有用，但通常被认为是半定量的，并且不如使用特定样品校准的方法准确。
理解权衡和局限性
尽管XRF功能强大，但并非没有局限性。了解这些局限性是正确解释结果的关键。
定性的速度与定量的严谨性
简单的定性扫描以识别材料只需几秒钟。要获得高精度的定量结果，需要仔细的样品准备、更长的测量时间和严格的校准过程，这可能需要数小时甚至数天才能建立起来。
“基体效应”的挑战
样品中其他元素的存在（即“基体”）会影响X射线信号。重元素可能会吸收轻元素的信号，或者次级荧光可能会人为地增强其他信号。校正这些基体效应是高精度定量分析中的主要挑战。
一种表面技术
标准XRF是一种表面敏感技术。X射线通常只能穿透材料几微米到几毫米深，具体取决于样品的密度。因此，结果仅代表表面的成分，这可能不能代表主体材料。
轻元素检测
XRF难以检测非常轻的元素（原子序数低于约11的元素，如钠、锂或铍）。它们的特征X射线能量太低，很容易被空气或探测器窗口吸收，使得大多数标准XRF设备难以或无法测量它们。
根据您的目标做出正确的选择
您的分析目标决定了您需要定性、半定量还是完全定量的方法。
- 如果您的主要重点是快速材料识别： 定性或半定量扫描足以完成分拣废金属合金、筛选消费品或验证材料类型等任务。
- 如果您的主要重点是精确的成分测量： 您必须使用适当的校准标准品进行完整的定量分析，以符合法规要求（例如RoHS）、质量控制或地球化学分析。
- 如果您的主要重点是初步现场筛查： 半定量（无标样）分析提供了有价值的估计，可指导决策，例如在将选定的土壤样品送去实验室确认之前，识别环境土壤测试中的关注区域。
通过了解这种双重特性，您可以将XRF部署为一种战略性分析资产，而不仅仅是一种工具。
总结表：
| 分析类型 | 核心问题 | 关键要求 | 典型输出 |
|---|---|---|---|
| 定性 | “存在哪些元素？” | 无（固有） | 元素谱图/峰 |
| 定量 | “每种元素有多少？” | 使用标准品进行校准 | 浓度（%，ppm） |
| 半定量 | “大约有多少？” | 基本参数（FP）方法 | 估计浓度 |
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