MEGREZ-α双源单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪

荣获2022年度“朱良漪分析仪器创新成果奖”和“科学仪器行业优秀新品奖”！

MEGREZ-α集成XRF前沿技术

X射线荧光光谱仪作为元素分析仪器之一，以其分析元素范围宽、无损、快速等特点广泛应用于矿石、土壤、建材、材料、石油化工、科研等领域。近些年，以全聚焦型双曲面弯晶（Johansson-type DCC）单色化衍射技术、高性能硅漂移探测器、微焦斑X射线管等硬件核心技术的突破与发展，组成的单波长激发-能量色散型X射线荧光光谱仪，在元素分析范围和灵敏度等方面获得大幅提升。

基本参数法是XRF领域一项核心算法，其将X射线从激发到探测明确的物理学现象，建立基本参数库和数学模型，通过计算得到样品中元素组成与含量，达到无标定量的精度。扩展了XRF对样品的适应性和提升定量精度。

双源单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪与快速基本参数法的联用，为XRF带来前所未有的应用前景。

核心技术

（1）硬件核心技术：单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪（HS XRF）

发明专利专利号：ZL201710285264.X

X 射线管出射谱经双曲面弯晶单色化聚焦入射样品，消除X射线管韧致辐射所产生的散射线背景，同时光路符合偏振消光光路设计，进一步降低单色化入射射线散射线背景。

聚焦激发，增加有限的SDD窗口面积接收样品元素荧光射线强度，实现对元素的高灵敏度检测。

（2）软件核心技术：快速基本参数法（Fast FP）

Fast FP软件

XRF元素定量难点：

基体效应

元素之间吸收-增强效应

标准样品欠缺

基本参数法是XRF定量分析的一项前沿技术，其通过对X射线荧光明确的物理学现象建立基本参数库和先进数学模型，经过大量计算直接得到样品中各元素的含量，解决了XRF各类效应对元素定量的复杂性和不确定性，提升XRF元素定量精度和样品适应性。

独特设计

（1）双X射线管多单色化器

独创采用Ag靶与W靶双X射线管设计，分别与全聚焦型双曲面弯晶组成单色化聚焦入射光路，高效激发全元素（C-U）能量范围。

（2）下照式光路设计

入射射线自上而下照射样品表面，避免样品表面灰尘污染光路系统或探测器，更可直接分析液体样品。

（3）样品自旋装置

样品围绕中心轴旋转，入射射线扫描样品较大面积，减少样品局部不均匀性造成的分析误差。

（4）机器人进样系统

三轴机器人进样系统，定位精度±0.1mm，可完成90个以上样品批量分析。

（5）自充气光路吹扫系统

氢气气路吹扫系统使系统快速达到稳定状态，无需复杂的维护。

应用案例

（1）快速基本参数法Fast FP2.0

1.快速建立分析方法

仅需要对样品基本组成有所了解，即可迅速建立分析方法。

2.元素无标定量

减少XRF对标准样品的严苛要求，达到无标定量精度。借助定值样品，提升定量精度。

3.样品适应性

对XRF各种效应（基体效应、元素间吸收增强效应、探测器效应等）的精确计算，增强样品的适应性。

（2）土壤无机元素含量分析

土壤中无机元素含量范围宽，从主量矿质元素到微量非金属、金属、重金属、稀土元素等，元素周期表中元素在土壤中都有其“丰度”。土壤无机元素分析通常需要多种分析仪器方法，耗时长、消耗大。MEGREZ-α分段聚焦激发不能能量段的元素，分析土壤中Na-U几十个无机元素含量，分析速度快，更对重金属检出限降低至0.1mg/kg水平。

土壤中部分无机元素线性关系图

土壤重金属相对误差/相对偏差频率分布直方图

（3）锂电池材料元素分析

三元锂电正极材料（NCM523）元素荧光能量谱图

MEGREZ-α对LFP与NCM电池材料中主量和杂质元素同步分析，快速基本参数法通过对全谱拟合得到正极材料中锂含量。

5系NCM正极材料前驱体混合重复性数据

（4）镀层厚度分析

铁基体上逐层镀镍—铜—镍—金—银—金 元素能量谱图

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