X射线荧光光谱仪（XRF）的核心检测原理是“X射线激发-特征荧光发射-光谱解析”，通过原子的专属“特征X射线荧光”实现元素定性与定量分析，属于非破坏性元素检测技术，核心逻辑是用“元素指纹”识别种类，用“信号强度”量化含量。
其完整检测流程可分为三大关键步骤：
初级X射线激发样品：仪器的X射线管通过高压加速电子，撞击阳极靶材（如Rh、Mo靶）产生连续X射线与靶材特征X射线，共同构成“初级X射线”。该射线穿透样品表层（微米级深度），当能量高于样品原子内层电子（如K层、L层）的结合能时，会将内层电子撞出，使原子处于不稳定的激发态。
特征X射线荧光发射：激发态原子需通过外层电子填补内层空位恢复稳定，电子从高能级向低能级跃迁时，释放的能量差以“X射线荧光”形式辐射。这种荧光的能量由元素原子结构决定，是专属“特征标识”（如Fe的Kα线约6.4keV，Pb的Kα线约74.9keV），如同元素的“指纹”。
光谱解析与定量：样品发射的混合荧光经分光系统分离——波长色散型（WD-XRF）通过晶体衍射按波长拆分，能量色散型（ED-XRF）通过半导体探测器按能量区分。探测器将荧光信号转化为电脉冲，脉冲幅度对应荧光能量（用于定性），脉冲数量对应荧光强度（与元素含量正相关）。数据系统对比元素特征能量数据库确定元素种类，再通过标准曲线法（校准已知浓度标准样品建立关联）推算未知样品的元素含量。
XRF的核心优势源于其原理特性：无需复杂样品前处理，不损坏样品，检测速度快（秒级至分钟级）。适用检测原子序数Z≥11（Na）至Z=92（U）的元素，无法检测H、He等轻元素（内层电子结合能过低）。需注意的是，它仅能分析元素组成，不能识别化合物结构，且高浓度主量元素可能产生基体效应，需通过校准修正以保证检测精度。
该原理使其广泛应用于ROHS合规检测、矿石品位分析、金属材料成分筛查、土壤重金属检测等场景，兼顾快速筛查与精准定量需求。
更新时间：2025-11-30
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