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Fluorescence X (XRF)

Spectrométrie par fluorescence des rayons X et applications de spectrométrie de fluorescence X

Qu'est-ce que la fluorescence X ?

La fluorescence X est une technique analytique qui peut être utilisée pour déterminer la composition chimique d'une grande variété de types d'échantillons, y compris les solides, les liquides, les boues et les poudres libres. La fluorescence X est également utilisée pour déterminer l'épaisseur et la composition des couches et des revêtements. Elle peut analyser des éléments allant du béryllium (Be) à l'uranium (U) dans des gammes de concentrations allant de 100 wt% à des niveaux inférieurs au ppm.

Principes de la fluorescence X

La fluorescence X est une méthode d'émission atomique, similaire à la spectroscopie d'émission optique (OES), à la spectrométrie d'émission plasma (ICP) et à l'analyse par activation neutronique (spectroscopie gamma). Ces méthodes mesurent la longueur d'onde et l'intensité de la « lumière » (les rayons X dans ce cas) émise par les atomes énergisés de l'échantillon. 

En fluorescence X, l'irradiation par un faisceau de rayons X primaire depuis un tube à rayons X provoque l'émission de rayons X fluorescents dotés d'énergies discrètes caractéristiques des éléments présents dans l'échantillon.

Figure, à droite : Exemple de procédé de fluorescence X (XRF) : 1) Photon entrant 2) Photon caractéristique.

Applications de la fluorescence X

La XRF est une technique analytique polyvalente qui trouve des applications dans un large éventail d'industries et de domaines scientifiques. Son adaptabilité et sa précision en ont fait un outil indispensable pour comprendre et manipuler la composition élémentaire des matériaux. De l'aide à l'identification des matériaux et le contrôle qualité dans les industries, à la préservation du patrimoine culturel et l'avancement de la recherche scientifique, la XRF continue de jouer un rôle central dans l'amélioration de notre compréhension du monde élémentaire.

Contrôle qualité et analyse élémentaire

La XRF est largement utilisée dans le contrôle de la qualité et des processus. Les utilisateurs peuvent rapidement obtenir des résultats précis et fiables avec un effort limité de préparation des échantillons. La XRF peut être facilement automatisée pour une utilisation dans des environnements industriels à haut débit. La précision et la nature non destructive de la XRF en font un outil inestimable pour le contrôle de la qualité dans divers secteurs de fabrication, tels que : 

  • Métallurgie : dans les procédés métallurgiques, la XRF assure l'intégrité des alliages en confirmant leur composition. Il s'agit d'une étape critique dans la fabrication de produits tels que les composants d'avions, les pièces automobiles et les matériaux structurels.
  • Électronique : les fabricants de produits électroniques utilisent la XRF pour inspecter les circuits imprimés, garantissant ainsi la conformité des composants aux normes élémentaires strictes.
  • Ciment : la XRF est employée dans l'industrie du ciment pour analyser les matières premières et les combustibles de substitution, ainsi que pour contrôler la qualité du produit final.

Analyse des métaux

Solutions d'analyse pour l'analyse des métaux et la fabrication d'alliages
Analyse des métaux

Recherche et Développement

La XRF joue un rôle central dans la recherche et le développement des matériaux :

  • Science des matériaux : les chercheurs étudient les propriétés des matériaux et créent de nouveaux composés (par exemple, catalyseurs ou matériaux de revêtement) en analysant avec précision et fiabilité la composition élémentaire.
  • Industrie des semi-conducteurs : la XRF contribue au développement de semi-conducteurs de pointe en garantissant la pureté et la composition des matériaux utilisés dans la fabrication des puces.
  • Art et archéologie : la XRF aide les conservateurs et les archéologues à analyser les pigments, les céramiques et les artéfacts, en mettant en lumière leurs origines et leur authenticité.

Pharmaceutique et médecine

Dans les domaines pharmaceutique et médical, la XRF a également diverses applications :

  • Analyse des médicaments : Elle permet de vérifier la qualité et l'innocuité des médicaments et s'assure qu'ils répondent aux normes de qualité strictes conformément à la norme ICH-Q3D. La XRF est également utilisée comme outil de dépistage rapide avant que les échantillons ne soient analysés par les méthodes ICP et AAS plus laborieuses. 
  • Recherche biomédicale : La XRF facilite l'étude des éléments traces dans les échantillons biologiques, offrant des informations sur les maladies et les traitements.

Recherche et découverte

Méthodes d'analyse physicochimique et expertise pour favoriser la sélection...
Recherche et découverte

Produits biologiques

Expertise en matière de caractérisation biophysique pour accélérer le dével...
Produits biologiques

Avantages de l'analyse XRF

L'analyse par spectrométrie de fluorescence X est robuste, combinant haute précision et exactitude avec une préparation d'échantillons simple et rapide. Elle peut être facilement automatisée pour une utilisation dans des environnements industriels à rendement élevé. En outre, la fluorescence X fournit des informations qualitatives et quantitatives sur un échantillon. 

Détermination de la composition élémentaire

La technologie utilisée pour la séparation (dispersion), l'identification et la mesure de l'intensité du spectre de fluorescence X d'un échantillon donne lieu à deux principaux types de spectromètre : les systèmes à dispersion de longueur d'onde (WDXRF) et à dispersion d'énergie (EDXRF).

Pour en savoir plus sur ces types de spectromètre et les technologies qu'ils renferment, parcourez les liens suivants :

Comment fonctionnent les instruments XRF ?

Génération de rayons X
Un instrument XRF contient un tube à rayons X qui produit des rayons X. Dans le tube à rayons X, les électrons sont accélérés puis entrent en collision avec un matériau cible (généralement un métal, tel que Rh et Ag) pour produire des rayons X à haute énergie.
Irradiation des échantillons
Les rayons X générés sont dirigés vers l'échantillon analysé. Lorsque les rayons X frappent l'échantillon, ils interagissent avec les atomes dans l'échantillon et émettent des rayons X caractéristiques qui sont uniques à chaque élément.
Détection
L'instrument contient un détecteur qui peut identifier et mesurer l'énergie des rayons X caractéristiques émis par l'échantillon. L'intensité de ces rayons X est proportionnelle à la concentration des éléments correspondants dans l'échantillon.
Analyse
Les spectres d'énergie des rayons X détectés sont analysés par le logiciel de l'instrument. Le logiciel compare les énergies des rayons X caractéristiques à une base de données connue des énergies des rayons X pour différents éléments. Sur la base de cette comparaison, le logiciel détermine la composition élémentaire et la concentration dans l'échantillon. Le logiciel utilisateur présente tous les éléments et concentrations dans un tableau facile à lire qui est transmis, si nécessaire, vers un ordinateur externe ou un serveur local pour analyse ou conservation.

Nos analyseurs XRF

Prix de l'analyseur XRF

Prix de l'analyseur XRF

Quel est le coût d'un analyseur XRF ? Il existe une large gamme d'...

Nous proposons une grande variété de solutions de fluorescence X et d'analyseurs XRF pour l'analyse de la composition élémentaire d'une large gamme de matériaux et d'applications, ainsi que des solutions de dispersion de longueur d'onde et d'énergie. 

Pour plus d'informations sur les prix des analyseurs XRF, consultez notre page Quel est le coût d'un analyseur XRF ? Ou découvrez toutes nos solutions dans le tableau ci-dessous.

Logiciel d'analyse

Logiciel de fluorescence X

Logiciel de fluorescence X

Optimisation de l'efficacité de l'analyse de spectrométrie de fluorescence ...

Notre gamme de progiciels XRF peut vous aider à extraire le maximum de valeur de vos instruments XRF. Notre engagement envers l'excellence signifie que nous améliorons continuellement notre logiciel. Nous investissons dans la recherche et le développement pour rester à la pointe de la technologie de l'analyse XRF et vous assurer d'avoir accès aux dernières avancées et fonctionnalités.

Zetium

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L'excellence élémentaire

Gamme Epsilon

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Analyse élémentaire rapide et précise de et en ligne

Axios FAST

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Cadence d'analyse élevée

2830 ZT

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Solution avancée de métrologie des couches minces de semi-conducteurs

Type de mesure
Métrologie des couches minces
Analyse élémentaire
Détection et analyse de contaminants
Quantification élémentaire
Identification chimique
Technologie
Fluorescence X à dispersion de longueur d'onde (WDXRF)
Fluorescence X à dispersion d'énergie (EDXRF)
Plage élémentaire Be-Am F-Am B-Am B-Am
LLD 0.1 ppm - 100% 1 ppm - 100% 0.1 ppm - 100% 0.1 ppm - 100%
Résolution (Mg-Ka) 35eV 145eV 35eV 35eV
Débit d'échantillon 160per 8h day - 240per 8h day Up to - 160per 8h day 240per 8h day - 480per 8h day up to 25 wafers per hour