Phân tích, kiểm tra thành phần của vật liệu bằng phương pháp Huỳnh quang tia X (XRF)

Quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) là một kỹ thuật phân tích nguyên tố ( sau Oxi ) với ứng dụng rộng rãi trong khoa học và công nghiệp. XRF dựa trên nguyên tắc các nguyên tử riêng lẻ, khi được kích thích bởi một nguồn năng lượng bên ngoài, sẽ phát ra các phôtn tia X có năng lượng hoặc bước sóng đặc trưng. Bằng cách đếm số lượng photon của mỗi năng lượng phát ta từ một mẫu, các phần tử có mặt có thể được xác định và định lượng.

Hệ thống XRF tại Trung tâm Công nghệ Việt Đức của hãng Bruker, Đức (model S2 PUMA) được đưa vào hoạt động từ năm 2016, có thể phân tích, kiểm tra thành phần của đa dạng các loại mẫu như: mẫu silica, mẫu đất, bùn, mẫu quặng, kim loại, các mẫu vật liệu chịu lửa, xi măng, vật liệu xây dựng. Ưu điểm nổi bật trong phân tích mẫu bằng phương pháp XRF là thời gian phân tích nhanh chóng, chuẩn bị mẫu đơn giản, thiết bị có độ lặp lại và độ chính xác cao, kiểm tra được đồng thời nhiều thành phần nguyên tố chỉ với một phép đo.

Đối với các mẫu sử dụng cho thiết bị XRF ở dạng bột rắn và khô, người phân tích cần tiến hành nghiền mẫu thành bột, sau đó ép mẫu bột thành dạng viên nén (dạng bánh) để thuận tiện cho quá trình phân tích mẫu. Phòng thí nghiệm Trung tâm Công nghệ Việt Đức đã được trang bị sẵn máy nghiền cối bi khô HK40, tủ sấy Memmert UN55, và máy ép mẫu dành riêng cho công đoạn xử lý mẫu phân tích XRF nên có thể đảm bảo thuận tiện cho quá trình chuẩn bị mẫu. Ngoài ra, đối với các mẫu quặng, kim loại mẫu có thể được chuẩn bị bằng cách đun nóng chảy và đúc thành dạng bánh tròn có đường kính 2cm.

Sau khi phân tích và tính toán bởi chương trình phần mềm SPECTRA.ELEMENTS kết quả XRF sẽ hiển thị đồng thời sự có mặt của các thành phần nguyên tố có trong mẫu phân tích bằng phương pháp bán định lượng cùng với phổ hấp thu năng lượng tia X của mẫu đã phân tích.
Hiện nay, có nhiều kỹ thuật phân tích được sử dụng để phân tích các thành phần nguyên tố như ICP, AAS,..nhưng XRF không đòi hỏi sự hòa tan hoặc phá hủy mẫu, không có sự can thiệp của các chất hóa học, mẫu sau quá trình khai thác hoặc sản xuất có thể phân tích ngay tại chỗ, giúp đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của các kết quả.