O que é a Fluorescência de Raios X (XRF)?
A Fluorescência de Raios X (XRF – X-ray Fluorescence), também conhecida no Brasil como FRX, é uma das técnicas analíticas mais utilizadas no mundo todo para a determinação da composição química elementar de uma ampla variedade de amostras, incluindo sólidos, líquidos, pastas, gel e pó solto. Dependendo do equipamento utilizado, é possível analisar elementos desde o Berílio (Be) até o Urânio (U) em faixas de concentração de 100% a níveis traços de sub-ppb. A Fluorescência de Raios X também pode ser utilizada para determinar a espessura e a composição das camadas e revestimentos.
A Espectrometria de Fluorescência de Raios X (XRF) possui algumas variantes de acordo com o forma de excitação e sistema detecção. As principais variantes da técnica são a Fluorescência de Raios X por Energia Dispersiva (EDXRF), Fluorescência de Raios X por Dispersão por Comprimento de Onda (sistemas simultâneos e sequenciais), Fluorescência de Raios X por Reflexão Total (TXRF), Fluorescência de Raios X Portátil (PXRF), Micro-Fluorescência de Raios X (micro-XRF) e Fluorescência de Raios X polarizado.
Qual é o princípio de funcionamento da técnica de XRF?
A técnica de Fluorescência de Raios X (XRF) é um método de emissão atômica, similar neste quesito à técnica de Espectroscopia de Emissão Ótica (ICP-OES) e análise por ativação de Nêutrons (PGNAA). O princípio básico da técnica de Fuorescência de Raios X é baseado na excitação dos átomos presentes em uma amostra e a medição da energia da onda eletromagnética emitida pelos átomos na amostra e no caso da técnica de XRF, os Raios X característicos emitidos pelos átomos que foram excitados na amostra .
Um Raio X primário, normalmente gerado em um tubo de Raios X, atinge os elétrons da camada interna do átomo e esses são ejetados do átomo. Essas vacâncias abertas são preenchidas por elétrons de camada externas e esse processo causa a emissão de fótons fluorescentes, no comprimento de onda dos Raios X, com energias discretas características dos elementos presentes na amostra. Esses fótons emitidos possuem uma energia que é igual à diferença de energia entre as duas camadas onde ocorreu a troca de elétrons, sendo a energia desta radiação característica dos átomos excitados, o que indica quais elementos estão presentes na amostra. Essas energias característica são plotadas em um gráfico chamado espectro de fluorescência de Raios X, onde um conjunto de “picos” representam um determinado elemento.
O que pode ser medido com o XRF?
O XRF pode analisar os mais variados tipos de amostras, desde análise de Metais e Ligas (Ligas de Alumínio, Cobre, Cobalto, Magnésio, Níquel, Titânio, Zinco, Zircônio, Aço Inoxidável, Aço Cromo-Molibdênio, dentre outros), Escória de Alto Forno, Metais Preciosos (Au, Pt, Ag, Pd, etc) e joias, Sucatas de Metal e Reciclagem, Catalisadores Automotivos (conversores catalíticos, , determinação de Pt, Pd e Rh), Óleos, Lubrificantes e Combustíveis, Solos e Fertilizantes, Plantas e Produtos Agrícolas, Alimentos, Bebida e Suplementos Alimentares, Produtos Farmacêuticos, Cerâmicas e Vidro, Cimento, Agregados e Materiais de Construção Civil, amostras geológicas em geral (minério de Ferro, Cobra, dentre outros, argila, calcário, feldspato), Polímeros, Plásticos, Elastômeros e Borrachas, dentre outras.
Quais são os benefícios da análise por XRF?
Os analisadores de Fluorescência de Raios X (XRF) têm a capacidade de identificar e quantificar, de forma não destrutiva, qualquer tipo de mostra de uma maneira simples e rápida, provendo resultados extremamente confiáveis com alta precisão e exatidão. A tecnologia fornece um dos métodos analíticos mais simples, precisos e econômicos para a determinação da composição química elementar nos mais diversos tipos de materiais.
Um outro grande benefício é que existe uma ampla variedade de tipos de equipamentos, o que permite uma solução ideal para suas necessidades em termos de aplicação e preço. Dentre os equipamentos que mais se destacam estão os XRF portáteis, como o S1 TITAN, CTX e TRACER 5g da Bruker, também conhecidos XRF de pistola, de mão ou Handheld, que possibilitam levar uma técnica de laboratório para o campo ou mesmo permitem a análise de amostras muito grandes, de difícil manipulação ou quando os custos de transporte para levá-las ao laboratório são muito altos. A realização de análises em campo permitem ao usuário obter informações para tomada de decisão de uma maneira praticamente instantânea, visto que os laboratórios possuem muitas amostras que precisam ser testadas e acabam atrasando o processo.
Uma outra variante da técnica muito interessante é a Fluorescência de Raios X por Reflexão Total (TXRF). O TXRF é um método bem estabelecido para uma análise rápida multielementar de traços e contaminantes, na faixa de sub-ppb, em líquidos, suspensões, pós, partículas, filmes finos, tecidos, waffers e filtros. Dentre as principais vantagens da técnica destacam-se: estão a análise simultânea de traços de múltiplos elementos, incluindo halogênios como Cl, Br e I, requer pequena quantidades de amostra (faixa de nanogramas ou microgramas), quantificação simples usando adição de padrão interno (sem calibração diária), sem efeitos de matriz ou memória, baixo custo operacional (sem necessidade de qualquer mídia, descartáveis ou gases como os utilizados em ICP e AAS, adequado para vários tipos de amostra e aplicações como alimentos, análises ambientais (água, solos, efluentes, sedimentos), produtos farmacêuticos, cosméticos, amostra geológicas, nanomateriais, produtos químicos, dentre outros. Quer saber mais sobre TXRFs, conheça os equipamentos S4 T-STAR ou o S2 PICOFOX.
Por fim, uma das mais mais flexíveis variantes da técnica de XRF é a Micro-Fluorescência de Raios X (micro-XRF). Espectrômetros de micro-XRF permitem, dependendo do modelo, uma rápida e simples análise multielementar não-destrutiva de Carbono (C) a Urânio (U), com limites de detecção na faixa de ppm, nos mais variados tipos de materiais. A técnica de micro-XRF permite análise de pequenos pontos (<20 µm a 500 µm,) e distribuição elementar (mapeamento químico) em amostra muito pequenas ou grandes. A técnica também permite a medição de espessura de camadas e revestimentos em joias, metais e ligas, circuitos eletrônicos, dentre outros, além do mapeamento de Laue por Energia Dispersiva. Conheça as principais soluções em micro-XRF da Bruker: M4 TORNADO PLUS, M4 TORNADO AMICS e M1 MISTRAL.
Qual é o preço de um XRF?
Os preços dos equipamentos de Fluorescência de Raios X podem variar bastante dependendo do tipo, modelo e configuração do analisador. Os preços dos espectrômetros portáteis de XRF podem variar de 15 a 80 mil dólares, equipamentos de energia dispersiva (EDXRF) de bancada de 25 a 120 mil dólares, instrumentos de dispersão por comprimento de onda (WDXRF) de 120 a 400 mil USD, os equipamentos de Fluorescência de Raios X por Reflexão total (TXRF) de 100 a 250 mil dólares e os Micro-Fluorescência de Raios X de 50 a 500 mil dólares. Portanto, consulte o seu especialista de XRF para poder lhe sugerir a solução que atendas as suas necessidades analíticas com o melhor custo benefício.
Espectrômetros de Fluorescência de Raios X Portáteis (PXRF)
S1 TITAN | Espectrômetro Portátil de Fluorescência de Raios X (XRF)
Espectrômetro Portátil XRF de alto desempenho que permite análise de Magnésio (Mg) à U (Urânio) nos mais variados tipos de amostras, em uma configuração portátil, pequena e leve (<1,5 kg com bateria), funcionando conectado a rede elétrica ou com bateria, sendo a solução ideal tanto para o seu laboratório quanto para análises em campo.
Espectrômetro Portátil XRF de bancada possui alto desempenho que permite análise de Magnésio (Mg) à U (Urânio) nos mais variados tipos de amostras, em uma configuração portátil, pequena e leve (<7 kg com bateria), funcionando conectado a rede elétrica ou com bateria, sendo a solução ideal tanto para o seu laboratório quanto para análises em campo.
TRACER 5g | Espectrômetro Portátil de Fluorescência de Raios X (XRF)
O TRACER 5g | Espectrômetro Portátil XRF de alto desempenho que permite análise de Flúor (F) à U (Urânio) nos mais variados tipos de amostras, em uma configuração portátil, pequena e leve, funcionando conectado a rede elétrica ou com bateria, sendo a solução ideal tanto para o seu laboratório quanto para análises em campo.