元素分析技術比較 - XRF 相較於 ICP 與 AAS 的優勢

有許多元素分析技術可用於品質和製程控制。ICP、AAS、ICP-MS、ICP-OES 與 X 光螢光光譜技術 (XRF) 是許多產業使用的傳統技術。在這些技術中，每一種都有許多優點和缺點，分析師可根據需求，彈性選擇最適合的技術。當要求的定量限制為 1 ppm (µg/g) 以上，或需要非破壞性分析時，應考慮使用 XRF 這項非常有吸引力的技術，特別是在分析固體、粉體、漿體、過濾物和油品方面。

不同於 ICP 及 AAS，XRF 光譜法不需要溶解或分解樣本，所以能用來執行重要的非破壞性分析。為了避免溶解不完全與大量稀釋所可能造成的不正確性，XRF 的完整分析可協助確保結果的正確性及可靠性。

在 XRF 的眾多優點中，廣受討論的五個優點：
1.簡單、快速又安全的樣本製備，無化學廢棄物
2.非破壞性分析技術
3.低擁有成本
4.可在生產現場 (在線) 分析
5.不需要每日重新校正

1.簡單、快速又安全的樣本製備

使用 XRF 測量時，可在極簡單的樣本製備甚至完全不需要樣本製備的情況下直接進行量測，樣本型態包含固體及液體。XRF 分析儀可處理任何類型的樣本，無須稀釋或分解，因此無需處理化學廢棄物。以濕式化學法將液體從一個容器移轉至另一個容器，可能會導致汙染和/或材料損失。
測量相對較大的樣本體積 (100 mg 至 10 gram)，能得到更有代表性的樣本特性。此外，使用較大的樣本體積，可輕鬆地將樣本不均質性所造成的錯誤降至最低。XRF 可測量以克計算的樣本量，無交叉汙染風險，因此 XRF 結果中的誤差會更小。

2.非破壞性技術

桌上型 XRF 光譜儀透過 X 光管激發樣本，再由軟體偵測及自動處理樣本的特性 X 光。低功率 X 光管不會產生大量 X 光光子或熱量，所以不會損壞樣本或改變其晶體結構。可用於分析能置入光譜儀的不規則形狀樣本，在樣本製備時，無需使用壓碎或研磨等破壞性方法。
如有需要，可使用其他技術分析 XRF 分析過的同一樣本，以進一步研究。

3.低擁有成本

考量儀器和基礎設施的初始成本，以及氣體、酸性物、電力及廢棄物處理的運轉成本，XRF 桌上型光譜儀較 ICP 和 AAS 更具成本效益。XRF 不需要使用昂貴的酸性物、氣體和排煙櫃。唯一的需求是電力，此外，在某些情況下須使用氦氣來提高樣本中輕元素的靈敏度。此外，XRF 光譜儀的個別元件不會暴露在摩擦或熱能之下，有多年的使用壽命。
舉例來說，分析油品僅須使用便宜的拋棄式液體杯。金屬等固體樣本，可「依原樣」測量，無需樣本製備。成本效益當然超高！

4.可在生產現場 (在線) 分析

使用 XRF 桌上型光譜儀時，不需要氣體、液體、酸性物和排煙櫃，因此可將儀器放在生產設施中，緊鄰生產線以執行在線製程控制。此儀器安裝簡便，只需簡單的軟體基本訓練課程，使用者就能自信地操作儀器。

5.不需要每日重新校正

激發與偵測技術的最新發展，讓目前的 XRF 桌上型光譜儀成為非常穩定的儀器。相較於 ICP 和 AAS，XRF 不需要氣體或液體即可操作。因此，XRF 不會有氣體純度和穩定性所造成的校正變化，無須每日重新校正 XRF 儀器。
使用者可在軟體中輕鬆校正使用 XRF 光譜儀多年後逐漸產生的儀器漂移，不需要在每次操作光譜儀時執行完整的重新校正。