隨著歐盟ROHS & WEEE指令實(shí)施日期的日益臨近，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的相關(guān)企業(yè)在積極的思考和尋找應(yīng)對(duì)的方案；實(shí)際上，系統(tǒng)而完善的解決方案不是僅僅企業(yè)本身所能完成的，而是需要整個(gè)行業(yè)、整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，乃至整個(gè)國(guó)家的努力；但毫無(wú)疑問(wèn)的是：相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程控制是最重要、最直接的環(huán)節(jié)。 X射線熒光分析技術(shù)（XRF）作為一種快速分析手段，為我國(guó)的相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提供了一種可行的、低成本的、并且是及時(shí)的，檢測(cè)、篩選和控制有害元素含量的有效途徑；相對(duì)于其他分析方法（例如：發(fā)射光譜、吸收光譜、分光光度計(jì)、色譜質(zhì)譜等），XRF具有無(wú)需對(duì)樣品進(jìn)行特別的化學(xué)處理、快速、方便、測(cè)量成本低等明顯優(yōu)勢(shì)，特別適合用于各類相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)作為過(guò)程控制和檢測(cè)使用。 X射線熒光分析技術(shù)（XRF）作為常規(guī)分析手段，開始于20世紀(jì)50年代初，經(jīng)歷了50多年的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已成為物質(zhì)組成分析的必備方法之一。目前，X射線熒光分析不僅成為地質(zhì)、冶金、建材、石油化工、半導(dǎo)體工業(yè)和醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域的重要分析手段，也是材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等普遍采用的一種快速、準(zhǔn)確而又經(jīng)濟(jì)的多元素分析方法。同時(shí)，X射線熒光光譜儀也是野外現(xiàn)場(chǎng)分析和過(guò)程控制分析等方面首選儀器之一。 X射線熒光分析技術(shù)可以分為兩大類型：能量色散X射線熒光分析（EDXRF）和波長(zhǎng)色散X射線熒光分析（WDXRF）；而能量色散型又根據(jù)探測(cè)器的類型分為（Si-PIN）型和SDD型。在不同的應(yīng)用條件下，這幾種類型的技術(shù)各有其突出的特點(diǎn)；以下將針對(duì)歐盟ROHS & WEEE指令的具體應(yīng)用情況，對(duì)能量色散和波長(zhǎng)色散進(jìn)行比較和說(shuō)明： | 波長(zhǎng)色散 | 能量色散 | （Si-PIN）型 | （SDD）型 | 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 測(cè)量精度 | 20~50ppm | 200~300ppm | 100~200ppm | 測(cè)量時(shí)間 | 1~2分鐘 | 4~6分鐘 | 3~5分鐘 | 被測(cè)樣品要求 | 規(guī)則形狀 需要制樣 | 可以不規(guī)則形狀 | 可以不規(guī)則形狀 | 最佳應(yīng)用范圍 | 原料 半成品 | 成品 電子元器件 | 原料、半成品 成品 電子元器件 | 能量分辨率 | 高，約15eV | 較低，約160eV | 較低，約160eV | 熒光強(qiáng)度 | 高 | 低 | 較高 | 技術(shù)復(fù)雜程度 | 復(fù)雜 | 簡(jiǎn)單 | 較復(fù)雜 | 使用壽命 | ＞10年 | ＞5年 | ＞5年 |
1、測(cè)量精度：盡管目前各家能量色散儀器（均為Si-PIN類型）生產(chǎn)商和銷售商都給出了很高的技術(shù)指標(biāo)，但在實(shí)際應(yīng)用中（特別在被測(cè)樣品不進(jìn)行處理的情況下），真正可以期待的準(zhǔn)確度都在200~300ppm之間（測(cè)量塑料中有害元素時(shí)，準(zhǔn)確度會(huì)好一些；對(duì)不規(guī)則樣品，則精度會(huì)更差）；同時(shí)，對(duì)于同類型的儀器，進(jìn)口儀器的指標(biāo)和國(guó)產(chǎn)儀器之間并沒(méi)有本質(zhì)差別（基本配置），但進(jìn)口儀器的價(jià)格卻昂貴很多。波長(zhǎng)色散X熒光分析儀的測(cè)量準(zhǔn)確度比能量色散類型要高一個(gè)數(shù)量級(jí)，基本在20~50ppm左右。 2、測(cè)量時(shí)間：由于波長(zhǎng)色散配備較大功率的X光管，熒光強(qiáng)度高；因此，波長(zhǎng)色散儀器占用較短的測(cè)量時(shí)間，便能達(dá)到較高的測(cè)量精度。 3、被測(cè)量樣品的要求：由于技術(shù)特點(diǎn)的差異，波長(zhǎng)色散X熒光分析儀需要對(duì)被測(cè)量樣品進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理；對(duì)固體樣品的一般處理方法是將被測(cè)量樣品表面打磨光滑，對(duì)粉末和其他樣品可以采用磨細(xì)后進(jìn)行粉末壓片法處理，相應(yīng)的設(shè)備市場(chǎng)上很容易找到。能量色散型儀器最大的優(yōu)勢(shì)在于：可以對(duì)樣品不作特別復(fù)雜的處理而直接進(jìn)行測(cè)量，對(duì)樣品也沒(méi)有任何損壞，適合直接用于生產(chǎn)的過(guò)程控制中；但需要強(qiáng)調(diào)指出的是：從熒光理論上講，被測(cè)量樣品的預(yù)先處理是必須的，對(duì)于能量色散儀器來(lái)說(shuō)，我們可以采取一些技術(shù)手段進(jìn)行校正來(lái)滿足實(shí)際生產(chǎn)控制的需要，但即使采用了技術(shù)校正的手段，對(duì)不規(guī)則樣品的直接測(cè)量也是以犧牲測(cè)量準(zhǔn)確度作為代價(jià)的。 4、最佳應(yīng)用范圍：由于波長(zhǎng)色散和能量色散類型X熒光分析儀各自的技術(shù)特點(diǎn)，兩種類型儀器所側(cè)重的應(yīng)用方案也不盡相同；波長(zhǎng)色散X熒光分析儀具有較高的測(cè)量精度，但同時(shí)需要對(duì)被測(cè)量樣品進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，更適用于進(jìn)廠原材料、半成品、成品的精確檢測(cè)和質(zhì)量控制；能量色散X熒光分析儀雖然測(cè)量精度稍差，但具有快速、直接測(cè)量各種形狀樣品的優(yōu)點(diǎn)，因此可直接在生產(chǎn)線上用于各種部件、電子元器件的檢測(cè)。 5、能量分辨率：能量分辨率是X熒光分析儀器的主要指標(biāo)，分辨率數(shù)值越小，分辨率越高，儀器性能越好。 6、熒光強(qiáng)度：對(duì)于X熒光分析儀器來(lái)說(shuō)，各元素含量與該元素的熒光強(qiáng)度成正比關(guān)系；熒光強(qiáng)度越高，則統(tǒng)計(jì)誤差越小，測(cè)量的準(zhǔn)確度越高，儀器性能越好。 7、使用壽命：波長(zhǎng)色散類型儀器的使用壽命一般為10年以上；能量色散類型儀器的使用壽命一般也大于5年，影響能量色散型儀器壽命的主要因素是探測(cè)器部分老化導(dǎo)致其性能指標(biāo)變差。 針對(duì)以上所述各類型X熒光分析儀的技術(shù)和應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合不同類型企業(yè)的具體情況，我們提出如下儀器配置和解決方案，供企業(yè)參考。 首先，從X熒光分析儀的應(yīng)用角度，我們將有關(guān)生產(chǎn)企業(yè)分為三種類型：原料生產(chǎn)商、部件生產(chǎn)商和最終成品生產(chǎn)商，三者之間的關(guān)系如下圖所示。
（一）原料生產(chǎn)商： 原料生產(chǎn)商，我們定義為在電子類儀器產(chǎn)業(yè)鏈中最上游的材料供應(yīng)商，原料生產(chǎn)商所提供的原料應(yīng)該是滿足電子類儀器特殊技術(shù)要求的相關(guān)原材料。從生產(chǎn)過(guò)程上來(lái)說(shuō)，無(wú)論在原料進(jìn)廠時(shí)，還是在成品出廠時(shí)，都可以按照X熒光分析技術(shù)的要求對(duì)樣品進(jìn)行處理。 （二）部件生產(chǎn)商： 從各種基礎(chǔ)原料開始，到生產(chǎn)出能夠完成獨(dú)立功能的部件，處于此環(huán)節(jié)的生產(chǎn)企業(yè)，我們定義為部件生產(chǎn)商。從應(yīng)用X熒光分析儀的角度來(lái)說(shuō)，部件生產(chǎn)商的原料進(jìn)廠時(shí)可以對(duì)樣品進(jìn)行處理，而部件出廠檢驗(yàn)時(shí)一般很難或不可能對(duì)樣品進(jìn)行特殊處理。 （三）最終成品生產(chǎn)商： 最終成品生產(chǎn)商是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是有害元素檢測(cè)和控制的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，絕大多數(shù)的進(jìn)廠部件和幾乎所有的出廠產(chǎn)品都不能按照X熒光分析技術(shù)的要求對(duì)被測(cè)量對(duì)象進(jìn)行技術(shù)處理。 當(dāng)然，以上的分類并不是絕對(duì)的；很多情況下，同一家企業(yè)會(huì)涵蓋或者交叉以上描述的多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，我們只是從應(yīng)用X熒光分析技術(shù)的角度提供一個(gè)分類的原則，具體情況要結(jié)合企業(yè)本身的情況進(jìn)行分析。 由于X熒光分析技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確、無(wú)需復(fù)雜制樣過(guò)程、測(cè)量成本極低等突出優(yōu)點(diǎn)，所以X熒光分析儀特別適用于對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中有害元素（鉛、汞、鎘、鉻、溴）的含量進(jìn)行檢測(cè)和控制。但對(duì)于不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)階段，應(yīng)該結(jié)合不同類型X熒光分析技術(shù)的特點(diǎn)，進(jìn)行有效合理的選擇和配置。 從一般意義的控制理論上說(shuō)，為了使最終控制目標(biāo)更為可靠，上游產(chǎn)品的控制指標(biāo)應(yīng)該比下游產(chǎn)品更為準(zhǔn)確和嚴(yán)格；因此，我們結(jié)合控制理論、生產(chǎn)過(guò)程的控制要求、X熒光分析技術(shù)的特點(diǎn)、儀器購(gòu)買和使用成本等多方面進(jìn)行綜合考慮，提出以下配置方案： 1、原料生產(chǎn)商 選擇方案：波長(zhǎng)色散X熒光分析儀； 應(yīng)用方案：對(duì)進(jìn)廠原料作檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)；對(duì)出廠產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)和控制；同時(shí)可以為下游生產(chǎn)商提供具體分析數(shù)據(jù)。 2、部件生產(chǎn)商： 選擇方案：⑴ 對(duì)于規(guī)模較大、產(chǎn)品品種多的企業(yè)，建議采用波長(zhǎng)色散＋Si（PIN）型能量色散； ⑵ 對(duì)于中小規(guī)模的企業(yè)，選擇SDD型能量色散。 應(yīng)用方案：對(duì)于方案⑴，波長(zhǎng)色散儀器檢測(cè)進(jìn)廠原料，用Si（PIN）型儀器檢測(cè)出廠產(chǎn)品。對(duì)于方案⑵，用SDD型儀器對(duì)進(jìn)廠原料和出廠產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。 3、最終成品生產(chǎn)商： 選擇方案：對(duì)于規(guī)模較大、產(chǎn)品品種多的企業(yè)，應(yīng)選擇SDD型儀器，對(duì)規(guī)模較小、產(chǎn)品單一的企業(yè)應(yīng)選擇Si（PIN）型能量色散儀器； 以上的選擇方案并不是絕對(duì)和一成不變的，對(duì)于不同的產(chǎn)品類型，儀器的選擇上也會(huì)有所差別；需要和有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行詳細(xì)的討論，以滿足實(shí)際生產(chǎn)控制要求為原則，并達(dá)到最佳的性能價(jià)格比。 對(duì)于X熒光分析儀的技術(shù)性能指標(biāo)，我們應(yīng)該有一個(gè)客觀和正確的理解和認(rèn)識(shí)。目前，市場(chǎng)上能量色散（Si－PIN型）X熒光分析儀的生產(chǎn)商（包括國(guó)內(nèi)的和國(guó)外的）都在自己的市場(chǎng)宣傳和資料上提出了1 ～2 ppm 的技術(shù)指標(biāo)，但從技術(shù)上，客觀的說(shuō)，在實(shí)際的應(yīng)用中，這個(gè)精度是根本無(wú)法達(dá)到的；在實(shí)驗(yàn)室里，針對(duì)特殊的基體材料，特殊的測(cè)量元素，特殊的元素含量范圍，特殊的測(cè)量條件和較長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間下，經(jīng)過(guò)特別處理的樣品，從理論上來(lái)說(shuō)可以達(dá)到1 ～2 ppm 的測(cè)量精度，但在實(shí)際應(yīng)用中，我們根本無(wú)法去滿足這么多的“特殊”；因此，這種技術(shù)指標(biāo)根本是沒(méi)有意義的，在實(shí)際應(yīng)用中，千萬(wàn)不要以為我們所得到的測(cè)量數(shù)據(jù)有這么高的精度，否則，會(huì)給我們的工作和企業(yè)帶來(lái)巨大的損失。 X熒光分析儀技術(shù)性能的測(cè)試方法及選購(gòu)： X熒光分析是一項(xiàng)涉及諸多技術(shù)領(lǐng)域、非常復(fù)雜的專業(yè)技術(shù)，對(duì)X熒光分析儀的評(píng)價(jià)也有許多專業(yè)的技術(shù)指標(biāo)；但對(duì)于絕大多數(shù)使用X熒光分析儀的用戶來(lái)說(shuō)，我們不可能、也沒(méi)有必要對(duì)這項(xiàng)技術(shù)本身有非常深入的了解，我們最應(yīng)該關(guān)注的是儀器實(shí)際的使用效果，儀器測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。作為一位X熒光分析儀器生產(chǎn)企業(yè)的專業(yè)人士，本文作者給大家推薦一種評(píng)價(jià)和比較X熒光分析儀質(zhì)量指標(biāo)的，比較簡(jiǎn)單和直接的方法，供大家參考： 步驟一：準(zhǔn)備3～5個(gè)自己企業(yè)的，需要進(jìn)行檢測(cè)的樣品，必須有權(quán)威部門測(cè)量數(shù)據(jù)，而且各個(gè)樣品中各有害元素的含量是有差別的。 步驟二（儀器穩(wěn)定性測(cè)試）：將各種有害元素居中的樣品用儀器進(jìn)行測(cè)量，連續(xù)測(cè)量21次（即95﹪的置信度），這21次的結(jié)果波動(dòng)誤差范圍基本上反映了正常使用時(shí)，儀器測(cè)量的誤差范圍；此誤差范圍應(yīng)該小于我們要求的測(cè)量誤差。 步驟三（儀器分辨能力測(cè)試）：用“步驟二”測(cè)量時(shí)使用的儀器工作曲線，逐個(gè)對(duì)準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試結(jié)果的規(guī)律應(yīng)該與已知的含量結(jié)果的規(guī)律有較好的一致性（即較好的線性關(guān)系）；則說(shuō)明儀器具有較好的分辨能力。 特別注意的是，在步驟二、步驟三的測(cè)試中，分析數(shù)據(jù)的絕對(duì)數(shù)并不重要，關(guān)鍵在于各個(gè)樣品分析數(shù)據(jù)之間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 步驟四（儀器的質(zhì)量保證）：應(yīng)該對(duì)儀器生產(chǎn)商的技術(shù)實(shí)力、售后服務(wù)能力進(jìn)行考察；特別應(yīng)該要求儀器生產(chǎn)商或儀器銷售商針對(duì)不同的測(cè)量對(duì)象和測(cè)量條件，提出具體細(xì)致的技術(shù)方案；不要輕信儀器生產(chǎn)商或銷售商這樣的宣傳：“我們的儀器質(zhì)量好，測(cè)量精度高，什么都可以測(cè)準(zhǔn)”；事實(shí)是，由于X熒光分析的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)于不同的測(cè)量樣品和不同的應(yīng)用要求，測(cè)試方法一定是有區(qū)別的，這就要求儀器生產(chǎn)商給予使用者足夠的技術(shù)支持和技術(shù)指導(dǎo)。 最后，針對(duì)用戶在X熒光分析儀的選購(gòu)和使用時(shí)應(yīng)特別注意的問(wèn)題，提供幾點(diǎn)個(gè)人的看法，謹(jǐn)供參考。 1、如何客觀看待和評(píng)價(jià)進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)儀器的質(zhì)量水平： 隨著由北京邦鑫偉業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的，中國(guó)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的波長(zhǎng)色散X熒光分析儀的成功應(yīng)用，特別是理論α系數(shù)分析軟件的開發(fā)成功，從X熒光分析設(shè)備水平和分析技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，中國(guó)與世界先進(jìn)國(guó)家之間已沒(méi)有本質(zhì)差距。特別是針對(duì)ROHS指令的應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)的各類型X熒光分析儀與國(guó)外儀器相比，在各個(gè)方面都已經(jīng)沒(méi)有差別。特別的，因?yàn)榇祟悆x器的生產(chǎn)批量都不大，所以任何一家儀器生產(chǎn)商的生產(chǎn)過(guò)程都是半手工的，在生產(chǎn)工藝上沒(méi)有什么差別；因此質(zhì)量水平上沒(méi)有多大的差別。 進(jìn)口儀器的銷售價(jià)格之所以高出國(guó)產(chǎn)儀器很多，并不是進(jìn)口儀器的技術(shù)水平高很多，而是因?yàn)閲?guó)外的勞動(dòng)力成本比中國(guó)高很多，而且國(guó)外儀器公司的利潤(rùn)預(yù)期也比中國(guó)的儀器生產(chǎn)企業(yè)高很多，中國(guó)的用戶花費(fèi)了大量的額外的金錢，并沒(méi)有買到更好的產(chǎn)品。另外，國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，大量的中間費(fèi)用也是造成其銷售價(jià)格較高的原因之一。 另外，X熒光分析儀器技術(shù)復(fù)雜，儀器的日常維護(hù)維修是必不可少的，國(guó)外儀器的維護(hù)維修費(fèi)用是國(guó)產(chǎn)儀器的幾倍甚至十幾倍，而且維修周期長(zhǎng)，會(huì)給儀器的正常使用帶來(lái)很大的障礙。 特別需要強(qiáng)調(diào)的是：認(rèn)為進(jìn)口儀器故障率低，即使購(gòu)買成本高，但使用起來(lái)比較省心，這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的；按照目前的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，進(jìn)口儀器的故障率并不比國(guó)產(chǎn)儀器的故障率低。 2、X熒光分析儀在日常使用中的注意事項(xiàng)： （1）X熒光分析儀從根本上來(lái)說(shuō)是一種相對(duì)測(cè)量?jī)x器，因此在使用過(guò)程中，需要定期對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)。 （2）為保證有害元素含量的控制效果，X熒光分析儀的測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)與其他的測(cè)量手段結(jié)合起來(lái)使用；X熒光分析儀更適合生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，甚至可以說(shuō)：在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)有害元素含量的監(jiān)控， X熒光分析方法是目前唯一可行的分析手段；而有害元素含量的最終裁定，則不應(yīng)該僅僅依靠單一的測(cè)量手段。 （3）被測(cè)量樣品的處理與測(cè)量精度的關(guān)系： 從X熒光分析理論上說(shuō)，對(duì)被測(cè)量樣品進(jìn)行必要的處理是必須的；一般來(lái)說(shuō)，樣品處理的越好，則測(cè)量精度就會(huì)越高，測(cè)量結(jié)果越可靠。在實(shí)際使用過(guò)程中，我們應(yīng)該盡量對(duì)被測(cè)量樣品進(jìn)行必要的物理處理。在測(cè)量不規(guī)則的樣品時(shí)，雖然從X熒光分析方法上可以對(duì)測(cè)量進(jìn)行技術(shù)上的校正，從而滿足實(shí)際測(cè)量的需要；但這樣做所付出的代價(jià)是犧牲測(cè)量精度和測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性，而且，這種風(fēng)險(xiǎn)是無(wú)法確定和定量評(píng)價(jià)的；這一點(diǎn)在實(shí)際使用X熒光分析儀器時(shí)，應(yīng)該給予足夠的重視。 | 
