便携式XRF的分析深度并非一个固定值，它通常在几微米到几十微米之间（约0.01毫米到1毫米），具体深度取决于被测元素的种类、样品基体以及激发源的能量。

便携式XRF是一种表面分析技术。它测量的并不是样品的整体成分，而是表层信息。理解其分析深度对于正确解读数据至关重要。

1. 基本原理与“信息深度”：

   • XRF的原理是仪器发出的初级X射线激发样品中的原子，使其发射出代表自身元素的特征X射线（荧光）。

   • 这些特征X射线在射出样品的过程中，会被样品本身吸收。能量越低的光子，越容易被吸收，传播距离越短。

   • 因此，我们能够检测到的信号，主要来自于样品表层一个很薄的区域。这个区域被称为“信息深度”或“逃逸深度”。超过这个深度产生的荧光信号，在到达探测器之前几乎被完全吸收掉了。

2. 影响分析深度的三大关键因素：

   • a) 被测元素的原子序数（能量）：

     • 轻元素（如镁、铝、硅）： 它们的特征X射线能量很低（< 2 keV），在物质中穿透力极弱，非常容易被吸收。因此，轻元素的分析深度非常浅，通常只有1-10微米。样品表面的微小划痕、氧化层或污染都会对结果产生巨大影响。

     • 重元素（如铁、铜、银、铅）： 它们的特征X射线能量较高（K系线通常>6 keV），穿透能力较强。因此，分析深度会更深，可能达到几十到几百微米。例如，在钢铁中分析铁元素，其信息深度可能可达100微米左右。

   • b) 样品基体材质：

     • 在高密度、高原子序数的基体（如铅块、钨合金）中，X射线被强烈吸收，分析深度会非常浅。

     • 在低密度、低原子序数的基体（如塑料、水、木材）中，X射线穿透性强，分析深度会显著增加，可能达到1毫米甚至更深。这就是为什么XRF可以分析液体样品。

   • c) 激发源能量： 仪器X射线管的电压（kV）设置会影响激发效率，但分析深度的上限主要仍由被测元素荧光射线的能量和基体吸收决定。

3. 实际应用中的启示：

   • 表面代表性： XRF测量的是表面成分。如果样品成分不均匀（如镀层、涂层、偏析、锈蚀），测量结果可能无法代表整体成分。例如，分析一个镀铬的铁件，你测到的是铬层，而不是内部的铁。

   • 样品制备的重要性： 对于粉末或土壤样品，必须进行压片或研磨至很细的粒度并装满样品杯，以确保被测表面是均匀且有代表性的，否则深层的不均匀性会影响结果。

   • “无限厚”概念： 当样品厚度超过其最大分析深度时，再增加厚度，信号强度也不会再增加，此时样品被视为对XRF分析是“无限厚”的。对于大多数金属和固体样品，1-2毫米的厚度通常就足以满足“无限厚”条件。

结论： 便携式XRF的分析深度是一个动态变化的参数。用户必须意识到其“表面分析”的本质，并根据被测元素和样品类型来合理解读数据。在进行关键决策时，尤其是对于轻元素或表面状态复杂的样品，了解其有限的分析深度至关重要。

https://industrial.evidentscientific.com.cn/zh/xrf-analyzers/handheld/