WDXRF-Analyse

Wofür wird die WDXRF-Analyse verwendet?

WDXRF findet Anwendung bei der Elementar- und Strukturanalyse natürlicher Materialien wie Gestein, Erz und Erdproben sowie bei der Analyse von Zement und anderen Baumaterialien. Es wird häufig zur Charakterisierung von Ölen und anderen Petrochemikalien eingesetzt und findet im pharmazeutischen Bereich Anwendung in Forschung und Qualitätskontrolle. WDXRF kann auch für die Oberflächenkartierung von Festkörpermaterialien verwendet werden, einschließlich neuartiger Katalysatoren und Halbleiter.

Wie funktioniert WDXRF?

WDXRF basiert auf dem Prinzip der Röntgenfluoreszenz: Die Probe wird einem Strahl aus einer Röntgenquelle ausgesetzt. Dies führt dazu, dass die Probe Röntgenstrahlen mit spezifischen Wellenlängen absorbiert und anschließend emittiert, abhängig davon, welche Elemente in der Probe vorhanden sind. Diese passieren dann einen Kristall, der sie beugt und in einzelne Wellenlängen trennt, sodass sie detektiert werden können. Dies liefert Daten über die in der Probe vorhandenen Elemente und deren Konzentrationen.

Probenanforderungen und -vorbereitung

Es gibt verschiedene Probenvorbereitungsmethoden für die WDXRF, je nach den Anforderungen des Anwenders. Feste Proben mit einer ausreichend ebenen Oberfläche können in der Regel als Ganzes analysiert werden. Alternativ können Feststoffe zu einem Pulver gemahlen und „lose“ in einem Pulverbecher analysiert oder zu einem homogenen Feststoffpellet gepresst werden.

Eine weitere Art der Probenvorbereitung besteht darin, aus der pulverförmigen Probe durch Erhitzen und Gießen eine „geschmolzene Perle” herzustellen, die zu einer glasartigen Scheibe wird. Bei dieser Methode wird die dreidimensionale Struktur des Materials entfernt, sodass eine reine Elementaranalyse möglich ist. Es können auch bestimmte Flüssigkeiten und Lösungen analysiert werden, in der Regel indem man sie in einen Probenbecher gibt (ähnlich wie bei losem Pulver).

Vorteile und Einschränkungen

Die WDXRF weist eine hohe Spezifität auf und kann Elemente bis in den ppm-Bereich nachweisen, was sie zu einer ausgezeichneten Wahl für die Bestimmung der Elementzusammensetzung einer Vielzahl von Probentypen macht, sofern diese in geeigneter Weise präpariert werden können.

WDXRF kann jedoch nicht zwischen verschiedenen Isotopen derselben Elemente unterscheiden und auch nicht deren Valenz oder Oxidationszustände bestimmen. Für diese Anwendungen sind andere Methoden wie Massenspektrometrie oder XPS-Analyse möglicherweise besser geeignet. Darüber hinaus handelt es sich um eine zeitaufwändige Methode, die in der Regel nur einen kleinen Bereich gleichzeitig analysieren kann, wodurch sie für einige Prozesse, die einen höheren Durchsatz erfordern, ungeeignet ist.

WDXRF vs. EDXRF

Die energiedispersive Röntgenfluoreszenz (EDXRF) ist eine weitere Variante der XRF, die der WDXRF ähnelt. Anstatt das fluoreszierte Licht durch einen Kristall zu leiten, um es zu dispergieren, wird es direkt detektiert und anhand charakteristischer Energien, die den vorhandenen Elementen entsprechen, in Muster aufgetrennt. Dies liefert zwar weiterhin Informationen über die elementare Zusammensetzung der Probe, weist jedoch eine geringere Empfindlichkeit und begrenzte Auflösung im Vergleich zur WDXRF auf. Der Vorteil besteht darin, dass die Durchführung deutlich weniger Zeit in Anspruch nimmt und somit ein höherer Probendurchsatz erzielt wird.

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