值得收藏！一文了解XRF前世今生及主流產(chǎn)品
X射線熒光光譜儀（XRF）的歷史可追溯到1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線，隨后，特征X射線光譜發(fā)現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)， 20世紀(jì)50年代后各種商用XRF不斷發(fā)展，迄今XRF已在地質(zhì)、冶金、材料、環(huán)境等無(wú)機(jī)分析領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，是各種無(wú)機(jī)材料中主組分分析最重要的技術(shù)手段之一，各種與X射線熒光光譜相關(guān)的分析技術(shù)，如同步輻射XRF、全反射XRF光譜技術(shù)等，在痕量和超痕量分析中亦發(fā)揮著重要的作用。本文將簡(jiǎn)要回顧XRF的前世今生，并介紹市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，希望對(duì)大家有所幫助。
XRF工作原理
X射線是一種波長(zhǎng)較短的電磁輻射，通常是指能量范圍在0.1~100 keV的光子。X射線光管發(fā)出的初級(jí)X射線（一次射線）照射樣品，樣品中原子的內(nèi)層電子被激發(fā)，當(dāng)外層電子躍遷時(shí)產(chǎn)生特征X射線（二次X射線），探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來的二次射線的能量及數(shù)量。然后，儀器軟件將控測(cè)系統(tǒng)所收集的信息轉(zhuǎn)換成樣品中的各種元素的種類及含量。XRF可測(cè)定元素周期表中從Be到U，即波長(zhǎng)從0.01nm到2nm；不能分析H，He，Li，因?yàn)檫@些元素沒有足夠的電子；U以上的元素不夠穩(wěn)定。在實(shí)際應(yīng)用中XRF對(duì)輕元素?zé)晒猱a(chǎn)額很低，因此分析輕元素比較困難。
XRF分析元素的范圍
根據(jù)分辨X射線的方式，X射線光譜儀通常分為兩大類，即波長(zhǎng)色散（WDXRF）和能量色散（EDXRF）X射線熒光光譜儀。
X射線光管由陰極燈絲和陽(yáng)極靶組成，燈絲通電流后會(huì)放出熱電子，在陰極燈絲和陽(yáng)極靶之間加高電壓，電子在高壓作用下加速撞擊陽(yáng)極靶。陽(yáng)極靶由金屬組成，常用的材料有Rh、Mo、Cr、W等。EDXRF通常使用固態(tài)探測(cè)器，例如硅漂移探測(cè)器（SSD）、SI-PIN探測(cè)器、SDD高純硅、高純鍺檢測(cè)器等。WDXRF的探測(cè)器包括流氣計(jì)數(shù)器（正比計(jì)數(shù)器）和閃爍計(jì)數(shù)器，流氣計(jì)數(shù)器用于探測(cè)輕元素的X射線熒光，閃爍計(jì)數(shù)器用于探測(cè)重元素的X射線熒光。
WDXRF還具有不同種類的分光晶體，分光晶體利用X射線的衍射特性，將不同波長(zhǎng)的X射線分開到不同的衍射角度。WDXRF通常還有濾光片、面罩轉(zhuǎn)換器、準(zhǔn)直器等構(gòu)造。
能量色散X射線熒光光譜（EDXRF）采用脈沖高度分析器將不同能量的脈沖分開并測(cè)量。能量色散X射線熒光光譜儀可分為具有高分辨率的光譜儀，分辨率較低的便攜式光譜儀，和介于兩者之間的臺(tái)式光譜儀。高分辨率光譜儀通常采用液氮冷卻的半導(dǎo)體探測(cè)器，如Si(Li)和高純鍺探測(cè)器等。低分辨便攜式光譜儀常常采用正比計(jì)數(shù)器或閃爍計(jì)數(shù)器為探測(cè)器，它們不需要液氮冷卻。近年來，采用電致冷的半導(dǎo)體探測(cè)器，高分辨率譜儀已不用液氮冷卻。同步輻射光激發(fā)X射線熒光光譜、質(zhì)子激發(fā)X射線熒光光譜、放射性同位素激發(fā)X射線熒光光譜、全反射X射線熒光光譜、微區(qū)X射線熒光光譜等較多采用的是能量色散方式。
波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜采用晶體或人工擬晶體根據(jù)Bragg定律將不同能量的譜線分開，然后進(jìn)行測(cè)量。WDXRF可分為順序式(或稱單道式或掃描式)、同時(shí)式(或稱多道式)譜儀、和順序式與同時(shí)式相結(jié)合的譜儀三種類型。順序式通過掃描方法逐個(gè)測(cè)量元素，因此測(cè)量速度通常比同時(shí)式慢，適用于科研及多用途的工作。同時(shí)式則適用于相對(duì)固定組成，對(duì)測(cè)量速度要求高和批量試樣分析, 順序式與同時(shí)式相結(jié)合的譜儀結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。
X射線熒光光譜法是一種相對(duì)分析方法，光譜儀只提供X射線熒光的強(qiáng)度，要找到熒光強(qiáng)度與樣品濃度的關(guān)系，需要一套高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，根據(jù)元素的濃度和已測(cè)的該元素的特征譜線的強(qiáng)度按一定關(guān)系進(jìn)行擬合繪制工作曲線，以該工作曲線為基礎(chǔ)測(cè)試同類型樣品元素的組成和含量。
以固體進(jìn)樣為主的X射線熒光分析技術(shù)，要獲得一套高質(zhì)量的固體標(biāo)準(zhǔn)樣品有一定難度，XRF無(wú)標(biāo)樣分析技術(shù)是20世紀(jì)90年代推出的新技術(shù)，其基本思路是：由儀器制造商測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣品，儲(chǔ)存強(qiáng)度和工作曲線，然后將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到用戶的X射線熒光分析系統(tǒng)中，并用隨軟件提供的參考樣品校正儀器漂移。因此，無(wú)標(biāo)樣分析不是不需要標(biāo)樣，而是將工作曲線的繪制由儀器制造商來做，用戶將用戶儀器和廠家儀器之間的計(jì)數(shù)強(qiáng)度差異進(jìn)行校正。其優(yōu)點(diǎn)是采用了制造商的標(biāo)樣、經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)，包括測(cè)量條件，自動(dòng)譜線識(shí)辨，背景扣除，譜線重疊校正，基體校正等。無(wú)標(biāo)樣分析技術(shù)可以在沒有標(biāo)準(zhǔn)樣品的情況下分析各種樣品中的七十幾個(gè)元素，應(yīng)用范圍較廣，但其適用性也帶來了分析準(zhǔn)確度的局限性。
XRF發(fā)展歷史
1895年，德國(guó)物理學(xué)家威廉·康拉德·倫琴意外地發(fā)現(xiàn)了X射線（又稱倫琴射線）。1901年，倫琴因發(fā)現(xiàn)X射線而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
1909年，英國(guó)物理學(xué)家查爾斯·格洛弗·巴克拉發(fā)現(xiàn)了從樣本中輻射出來的X射線與樣品原子量之間的聯(lián)系，特征X射線光譜的發(fā)現(xiàn)，為X射線光譜學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)；
1913年，英國(guó)的物理學(xué)家亨利·莫斯萊發(fā)現(xiàn)了一系列元素的標(biāo)識(shí)譜線（特征譜線）與該元素的原子序數(shù)存在一定的關(guān)系。這些發(fā)現(xiàn)都為人們后期根據(jù)原子序數(shù)而不是根據(jù)原子量大小提煉元素周期表奠定了基礎(chǔ)，同樣也為人們建立起第一個(gè)X射線熒光光譜儀（XRF）打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。亨利·莫斯利也是第一個(gè)使用X射線進(jìn)行分析的人。他制造的儀器相當(dāng)原始，只是一個(gè)用高能電子轟擊樣品的X射線管。
1928年，R.Glocker和H.Schreiber是第一批使用X射線技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行定量分析的科學(xué)家。然而，直到20世紀(jì)40年代，探測(cè)器技術(shù)才趕上，將該技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際環(huán)境。
1948年，Herbert Friedman（弗利德曼）和Laverne Stanfield Birks（伯克斯）建立起世界上第一臺(tái)商品化波長(zhǎng)色散X射線熒光(WDXRF)光譜儀，探測(cè)器的改進(jìn)是關(guān)鍵。
1965年，探測(cè)X射線的Si(Li)探測(cè)器問世，隨即被裝配于X射線熒光光譜儀上，成為能量色散X射線熒光(EDXRF)光譜儀的核心部件。1969年，美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室Birks研制出第一臺(tái)真正意義上的EDXRF光譜儀。
1982年，第一臺(tái)“手持式”XRF問世。探頭重量超過31 kg，測(cè)量頭連接到小車上，電子設(shè)備在小車上顯示數(shù)據(jù)。
1994年，第一個(gè)一體式全手持式探測(cè)器誕生，具有實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理和硅PIN二極管探測(cè)器。儀器重7千克，可測(cè)量的最輕元素是鈦。
2001年，X射線管技術(shù)的進(jìn)步使得用X射線管代替放射性同位素激發(fā)成為可能。X射線管具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如提高了安全性、更快的分析速度和更低的檢出限。XRF光譜儀重2-3千克，可測(cè)量的最輕元素是鎂。
2008年，SiPin探測(cè)器被硅漂移探測(cè)器取代，提高了儀器的光譜分辨率。
如今，這些儀器重量不到2kg，如今能夠檢測(cè)氟（通過氦吹掃）并測(cè)量鈉到鈾。
XRF的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
XRF優(yōu)勢(shì)
1.?????? 應(yīng)用廣泛：廣泛用于冶金，地質(zhì)、礦物、石油、化工、生物、醫(yī)療、刑偵、考古等諸多部門和領(lǐng)域，是普遍采用的一種快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的多元素分析方法。
2.?????? 無(wú)標(biāo)半定量分析：一般來說混合物的無(wú)標(biāo)半定量結(jié)果在常量分析5%~95%范圍內(nèi)，參考價(jià)值很大。
3.?????? 無(wú)損檢測(cè)：具有非破壞性。
4.?????? 制樣方便：制樣十分便捷，固體、液體、粉末均可進(jìn)行分析。手持XRF更是無(wú)需制樣、上手即測(cè)。
5.?????? 快速檢測(cè)：近年來，XRF產(chǎn)品的檢測(cè)速度得到了質(zhì)的飛躍。檢測(cè)時(shí)間按從最初的幾十分鐘降低到只需幾秒鐘，非常適用于通量大、需求多的用戶。
某款手持式XRF用時(shí)2.5秒完成檢測(cè)
XRF局限性
1.?????? 限值：正常的定量限值為10~20 ppm，這通常是準(zhǔn)確讀數(shù)所需的最小值。
2.?????? 厚度：X射線入射深度較大，因而當(dāng)薄膜厚度在微米級(jí)以下時(shí)，需要控制X射線的入射角度，減小入射深度，減輕襯底信息的干擾。
3.?????? 標(biāo)樣：高精度定量分析時(shí)需要標(biāo)樣。
4.?????? 噪音：容易受元素相互干擾和疊加峰影響。必要時(shí)需要查閱參考書記錄的標(biāo)準(zhǔn)峰進(jìn)行比對(duì)確認(rèn)，并人工處理數(shù)據(jù)，這樣才能得到真實(shí)的檢測(cè)值。
XRF市場(chǎng)概況
2023-2030年全球XRF市場(chǎng)預(yù)期增長(zhǎng)
在各種原子光譜中，XRF占據(jù)了高達(dá)31%的最高市場(chǎng)份額。據(jù) Data Bridge ，X 射線熒光 （XRF） 市場(chǎng)在 2022 年為 14.9 億美元，到 2030 年將達(dá)到 22.8 億美元，2023~2030 年的預(yù)測(cè)期內(nèi)將以 5.5% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。2021年中國(guó)國(guó)內(nèi)XRF分析儀市場(chǎng)規(guī)模達(dá)10.2億元，預(yù)計(jì)到2025年，國(guó)內(nèi)XRF分析儀市場(chǎng)規(guī)模有望增長(zhǎng)至18.6億元。
XRF廣泛應(yīng)用于多個(gè)最終用途行業(yè)，包括石油和天然氣、金屬和采礦、水泥、制藥、環(huán)境、食品等。最終用戶的質(zhì)量保證和過程控制要求為XRF市場(chǎng)的增長(zhǎng)奠定了良好的基調(diào)。
近年來，金屬指數(shù)和貴金屬價(jià)格上漲、石油價(jià)格波動(dòng)等因素，將推動(dòng)全球XRF分析儀市場(chǎng)以較高的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。比如在亞太地區(qū)，中國(guó)和印度是釩、磷酸鹽、鎢、石墨、銻、煤、鉬、錫、鉛、鋅和金等各種金屬的主要供應(yīng)商之一。推動(dòng)XRF增長(zhǎng)的因素包括：制藥、金屬和礦業(yè)以及石油和天然氣行業(yè)的增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁；手持式/便攜式XRF方便、易于使用且重量輕，正被日益普及到現(xiàn)場(chǎng)檢查元素或金屬領(lǐng)域，如采礦、石油天然氣、土壤普查等領(lǐng)域?qū)κ殖质?便攜式XRF分析儀的需求不斷增加。此外，XRF技術(shù)進(jìn)步如接近傳感器、輻射安全、改進(jìn)的檢測(cè)參數(shù)、高計(jì)數(shù)和高分辨率，基礎(chǔ)設(shè)施和水泥行業(yè)對(duì)質(zhì)量控制型XRF需求不斷增長(zhǎng)，快速工業(yè)化和一些政府實(shí)施XRF相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如RoHs，土壤相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)），對(duì)各種貴金屬（金、鉑和其它金屬）鑒定的需求不斷增加，制藥業(yè)在片劑分組過程中越來越多地使用XRF來檢查外部和內(nèi)部污染物，都將推動(dòng)XRF需求上升。
XRF市場(chǎng)區(qū)域分布和代表市場(chǎng)的應(yīng)用分布
全球X射線熒光（XRF）市場(chǎng)的主要參與者包括SPECTRO，布魯克，賽默飛世爾科技等，前3名玩家占據(jù)了全球市場(chǎng)約40%的份額，其余比較重要的公司還有馬爾文-帕納科、理學(xué)、日立分析儀器，島津，牛津儀器，儀景通/奧林巴斯、GNR，天瑞儀器，鋼研納克，譜育/聚光科技，佳譜，安科慧生，浪聲，華唯等。亞太地區(qū)和歐洲是主要市場(chǎng)，它們占據(jù)了全球市場(chǎng)的60%左右。便攜式XRF是主要類型，約占40%。冶金工業(yè)和采礦業(yè)是主要應(yīng)用，占50%以上的份額。大多數(shù)主要參與者都將戰(zhàn)略重點(diǎn)放在亞太和中東非洲地區(qū)的新興市場(chǎng)，此外著名公司在不斷推出新設(shè)備，成本效益是XRF市場(chǎng)主要參與者的常見策略。
觀研報(bào)告網(wǎng)《2022年中國(guó)X射線熒光光譜儀行業(yè)分析報(bào)告-市場(chǎng)行情監(jiān)測(cè)與未來商機(jī)分析》
XRF技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)不同的特殊需求，近年來出現(xiàn)了多種新型X射線熒光光譜儀。
全反射X射線熒光光譜儀
20世紀(jì)80年代出現(xiàn)全反射X熒光（TXRF）技術(shù)，將少量樣品置于平滑的全反射面上進(jìn)行檢測(cè)。EDXRF中X射線的出入射角度通常約為40度，分析深度通常發(fā)生在近表層100μm左右，有較強(qiáng)的背景及基體影響；TXRF為EDXRF的變種，其入射角度<0.1度，分析深度通常<1μm，原級(jí)束幾乎被全反射。
由于入射X射線和出射X射線的強(qiáng)度相等，消除了原級(jí)X射線在反射體上的相干和不相干散射現(xiàn)象，使散射本底降低了約3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，使樣品熒光的雜散本底比X熒光能量色散譜儀（EDXRF）本底降低約四個(gè)量級(jí)，從而大大提高了能量分辨率和靈敏度，避免了XRF測(cè)量中通常遇到的本底增強(qiáng)或減弱效應(yīng)；同時(shí)TXRF技術(shù)又繼承了EDXRF方法的優(yōu)越性。它突出的優(yōu)點(diǎn)是檢出限低（pg、ng/mL級(jí)以下）、用樣量少（μL、ng級(jí)）、準(zhǔn)確度高（可用內(nèi)標(biāo)法）、簡(jiǎn)便、快速，而且可進(jìn)行無(wú)損分析。
TXRF結(jié)構(gòu)示意圖
目前，TXRF分析靈敏度已提高到10-15g級(jí)，并將其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬到超薄層分析(nm級(jí))、結(jié)構(gòu)分析、剖面分析和超大規(guī)模集成電路材料表面分析(對(duì)表面污染的分析能力已達(dá)到108原子/ cm2)；分析元素的范圍可從原子序數(shù)11(Na)到92(U)，如采用超簿窗探測(cè)器和無(wú)窗X射線管，還可測(cè)定輕于Na的元素。TXRF用于痕量分析可與中子活化分析(NAA)、AAS、ICP-AES、ICP-MS、火花源質(zhì)譜(SSMS)等先進(jìn)技術(shù)媲美，于表面分析可與二次離子質(zhì)譜(SIMS)、X射線光電子譜(XPS)和盧瑟福反向散射光譜(RBS)等現(xiàn)代儀器爭(zhēng)優(yōu)。因此，TXRF分析被譽(yù)為目前國(guó)際上最具競(jìng)爭(zhēng)力的分析工具，具有美好的開發(fā)和應(yīng)用前景。
電子激發(fā)X射線光譜儀
其工作原理是用聚焦成很細(xì)的電子束照射被測(cè)試樣的表面，激發(fā)試樣中各元素的特征X射線，這些特征X射線被探測(cè)記錄、形成X射線能譜，根據(jù)能譜中各元素特征X射線的能量或強(qiáng)度，即可對(duì)試樣被測(cè)微小區(qū)域所含元素進(jìn)行定性或定量分析。
通常，電子激發(fā)X射線光譜儀可分析直徑1 μm～100 μm的微區(qū)、深度為幾 μm區(qū)域內(nèi)的元素濃度分布。最小探測(cè)限可達(dá)0.001%，絕對(duì)靈敏度約為10-15g。在一般情況下，樣品只限于固體，包括金屬、礦物、陶瓷、生物樣品等。樣品的形式可以是塊狀、粉末、小零件、薄膜、細(xì)絲、金相剖面等。
微聚焦XRF光譜儀（微區(qū)XRF）
微區(qū)XRF（MXRF）的工作原理是：用很細(xì)的玻璃毛細(xì)管使原級(jí)X射線以全反射方式傳輸獲得微束X射線（或使用小光斑X射線管），使X射線通過光欄和很細(xì)的準(zhǔn)直器，而獲得直徑為100 μm～1 mm的X射線束。微聚焦XRF光譜儀不是用于分析均勻試樣的平均組分，它主要用于非均勻材料（如礦物、多相合金、生物試樣、微電子元件等）的局部測(cè)量，對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行非破壞性的微區(qū)分析。
分析元素的范圍可從原子序數(shù)11（Na）到92（U），空間分辨可達(dá)70 μm，檢測(cè)下限可達(dá)1 μg/g。其應(yīng)用較為廣泛，可用于材料研究、文物保護(hù)、文物修復(fù)、考古、藝術(shù)品、筆跡鑒定、刑偵、電子、汽車、航空航天等部門和領(lǐng)域。微聚焦XRF光譜儀已逐漸成為表面、微區(qū)、微試樣分析的一種有力工具。
質(zhì)子激發(fā)X射線光譜儀
20世紀(jì)70年代初發(fā)展的質(zhì)子激發(fā)X射線光譜分析簡(jiǎn)稱PIXE分析，屬于EDXRF。質(zhì)子激發(fā)X射線光譜分析原理是用經(jīng)高能加速器加速的質(zhì)子轟擊樣品，使樣品中分析元素的內(nèi)殼層電子被激發(fā)。此時(shí)，內(nèi)層將留下一個(gè)空穴，較外殼層的電子向這個(gè)空穴躍遷時(shí)，有可能發(fā)射分析元素的特征X射線或俄歇電子。
在質(zhì)子X射線光譜分析中，質(zhì)子束的直徑比較小，分析時(shí)所需的樣品量少，一般為幾 g至幾百 mg。另外，質(zhì)子束可以聚焦，它的分析靈敏度比電子激發(fā)分析高2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。該分析技術(shù)的絕對(duì)靈敏度可達(dá)10-16g，相對(duì)靈敏度為1 μg/g～10-1 μg/g。因此，質(zhì)子X射線譜分析是當(dāng)代進(jìn)行痕量元素和微區(qū)元素分析較為有效的重要手段之一。
在許多情形下，質(zhì)子激發(fā)X射線光譜分析可進(jìn)行無(wú)損分析，亦可在大氣中進(jìn)行。分析樣品可以是固體，亦可以是粉末或液體，甚至于活的細(xì)胞?，F(xiàn)在，質(zhì)子激發(fā)X射線光譜分析和質(zhì)子顯微鏡已廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、考古學(xué)、材料科學(xué)、電子學(xué)、法學(xué)、環(huán)境保護(hù)、表面物理、地質(zhì)、冶金等領(lǐng)域。
同步輻射X射線光譜儀
同步輻射X射線光譜儀（SRXRF）是電子激發(fā)X射線光譜儀的升級(jí)版，其工作原理是用同步輻射加速器儲(chǔ)存環(huán)中高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電子來激發(fā)光源，由光源發(fā)出的X射線來激發(fā)試樣的分析元素。同步輻射加速器產(chǎn)生的X射線能量（波長(zhǎng)）連續(xù)可調(diào)，分析靈敏度高，相對(duì)靈敏度可達(dá)ng/g，絕對(duì)最低檢出限為10-10g～10-15g或更低。
由于同步輻射X射線源的注入能量小，不致使樣品蒸發(fā)，元素濃度也不會(huì)進(jìn)行重新分布，化學(xué)鍵也不會(huì)被破壞，生物樣品也可以不致失去活力。同步輻射X射線熒光光譜分析的激發(fā)光源來源于同步輻射加速器，因此其成套設(shè)備較為昂貴，且分析技術(shù)要求特別高。
物質(zhì)成像
近十年來，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室XRF和XAS（X射線吸收譜）技術(shù)在開展元素空間分布和形態(tài)特征分析中占有十分重要的位置。實(shí)驗(yàn)室型XRF元素空間成像和實(shí)驗(yàn)室型XAS的主要進(jìn)展為：液體金屬射流源和熱釋電X射線發(fā)生器等新型實(shí)驗(yàn)室X射線光源系統(tǒng)，它們具有提高X光源激發(fā)效率的巨大潛力，在2D／3DXRF中有很好的應(yīng)用前景。
閉環(huán)反饋系統(tǒng)可以克服樣品表面不平整的缺陷、X射線單色和真空系統(tǒng)在降低本底和輕元素干擾發(fā)揮重要作用。電荷耦合元件和方孔微通道板技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了FF-MXRF的進(jìn)步。
超環(huán)面彎晶、球面彎晶和柱狀彎晶等單色聚焦系統(tǒng)的發(fā)展推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室型XAS技術(shù)的發(fā)展。計(jì)算方法的不斷完善也極大的促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室型XRF元素空間分布成像技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室型XAS技術(shù)的進(jìn)步，尤其是2D／3D XRF技術(shù)和XRF-CT技術(shù)的發(fā)展。
共聚焦３Ｄ-XRF分析古陶器碎片中Ca，F(xiàn)e，K，Mn，Ti的表面涂層３Ｄ元素分布與表面形貌的映射特征
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采用彎晶技術(shù)/單波長(zhǎng)XRF
單波長(zhǎng)X射線熒光光譜儀是在X射線照射樣品前進(jìn)行X射線光的單色化處理，單色化的手段有依靠雙曲面彎晶實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)（X射線管發(fā)光點(diǎn)到樣品點(diǎn)）聚焦衍射，也有采用多層膜光學(xué)器件實(shí)現(xiàn)單色化衍射，也可以采用二次靶技術(shù)實(shí)現(xiàn)靶材被激發(fā)產(chǎn)生的靶材特征熒光射線進(jìn)一步照射樣品。其優(yōu)勢(shì)是單色化激發(fā)極大降低了由于X射線管出射譜韌致輻射照射樣品而產(chǎn)生的連續(xù)散射線背景強(qiáng)度，獲得較佳的元素特征X射線熒光信號(hào)峰背比。當(dāng)其與硅漂移探測(cè)器相配合后，可將元素分析范圍延伸至O和F。雙曲面彎晶技術(shù)實(shí)現(xiàn)X射線點(diǎn)到點(diǎn)聚焦衍射，實(shí)現(xiàn)更高性能的微區(qū)分析，理論上聚焦點(diǎn)達(dá)到10μm級(jí)別。當(dāng)其與顯微鏡結(jié)合后，可組成高精度、高靈敏度（亞ppm）、高空間分辨率元素成像系統(tǒng)。
未來發(fā)展趨勢(shì)
伴隨電子技術(shù)的發(fā)展，儀器呈現(xiàn)模塊化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)。很多制造商采用小功率Ｘ光管，減少水冷系統(tǒng)，從而適應(yīng)了XRF在高壓、高溫、磁場(chǎng)等特殊環(huán)境下的專用分析需要，專用Ｘ射線熒光光譜儀和小型便攜式熒光光譜儀已經(jīng)成為當(dāng)前研究開發(fā)的熱點(diǎn)，適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的快速分析和在線分析。
制造商通過對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)，將XRF變得更加智能化，測(cè)試操作簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)處理快捷，儀器參數(shù)和模式的設(shè)置均可快速完成。另外，各種定性、無(wú)標(biāo)樣定量分析軟件的應(yīng)用，使XRF向著高精密度、高靈敏度的方向發(fā)展。
為了降低成本、提高效率，XRF正朝著多功能化方向發(fā)展。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)智能遙控測(cè)試。特殊現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)分析。支持儀器遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、維修等應(yīng)用。既能對(duì)常規(guī)批量樣品進(jìn)行高靈敏度的定量分析，又能對(duì)微小區(qū)域進(jìn)行成分分析，實(shí)現(xiàn)區(qū)域元素含量分布成像、化學(xué)成分的物相分析等。
一些XRF設(shè)備還可用于價(jià)態(tài)分析及配位狀況的光譜分析，即可彌補(bǔ)掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜分析（EDS）的不足，又能實(shí)現(xiàn)Ｘ射線熒光微區(qū)面分布元素成像分析等?，F(xiàn)階段單波長(zhǎng)激發(fā)Ｘ射線熒光光譜儀是研究的熱點(diǎn)，它可兼顧小型化、高靈敏度、低成本的發(fā)展趨勢(shì)，在冶金分析行業(yè)漸露頭角。
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