XRF的工作原理及其在線束行業(yè)中的應用

摘 要：文章敘述了線束行業(yè)在應對RoHS指令限制的6種有害物質(zhì)的情況。熒光X射線（XRF）分析儀在線束行業(yè)應對RoHS所起的作用，以及其工作原理。在RoHS實施幾年后的今天，XRF應用的利弊分析，以及線束行業(yè)面對RoHS發(fā)展的新挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：RoHS；線束行業(yè)；熒光X射線分析儀

1 前言

自2006年7月1日歐盟頒布的RoHS指令正式實施以來，對整個電子電器產(chǎn)品的生產(chǎn)制造企業(yè)帶來了一定的影響。在全球環(huán)境變得越來越惡劣的情況下，我們必須承認工業(yè)的迅速發(fā)展造成了今日嚴重的環(huán)境問題，各國對環(huán)境保護的要求是大勢所趨。環(huán)境的保護成為各國共同的責任和義務。線束行業(yè)是電子電器產(chǎn)品最基礎的行業(yè)之一，本文主要介紹XRF在線束加工行業(yè)中應對RoHS所起的積極作用，從而闡述線束行業(yè)在面對RoHS指令的行動。

2 RoHS指令的概要及對線束行業(yè)的影響

2.1 RoHS指令簡介

RoHS指令適用大型家用電器、小型家用電器、信息技術(shù)和遠程通信設備、用戶設備、照明設備、電氣電子工具、玩具休閑和運動設備、自動售貨機等八大類產(chǎn)品，主要對這些產(chǎn)品中的鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、六價格（Cr6+）、多溴聯(lián)苯（PBB）、多溴二苯醚（PBDE）含量進行限制。它是歐盟的一項指令，對進入歐盟市場的電子電器產(chǎn)品提出的一個準入要求。只有達到這項要求的電子電器產(chǎn)品才能獲準進入歐盟市場，在歐盟市場占得一席之地。

2.2 線束行業(yè)介紹

線束是指電路中連接各電氣設備的接線部件，由絕緣護套、接線端子、導線及絕緣包扎材料等組成。為了便于安裝、維修，確保電氣設備能在最惡劣的條件下工作，將各電氣設備所用的不同規(guī)格、不同顏色的電線通過合理的安排，將其合為一體，并用絕緣材料把電線捆扎成束，這樣完整、又相對可靠。雖然是一個技術(shù)含量不高的行業(yè)，但是在電氣電子設備中不可或缺的組成部分。并在相對長的時間內(nèi)，線束仍將在電子電器設備的制造運用過程中發(fā)揮著其特有的作用。線束行業(yè)的企業(yè)也將在競爭越加激烈的環(huán)境中，迎接挑戰(zhàn)并迎接更加嚴峻的來自環(huán)境的要求。

2.3 RoHS指令對線束行業(yè)的影響

遵從RoHS指令將使得整個產(chǎn)品供應鏈的各個環(huán)節(jié)發(fā)生重大變革，包括供應商、生產(chǎn)商、分銷商和廢料回收商等。產(chǎn)品供應鏈上的廠商不得不改變其原材料，產(chǎn)品設計和生產(chǎn)工藝，并對原材料進行測試。中國企業(yè)出口產(chǎn)品的成本勢必將大幅度提高，原先的價格優(yōu)勢將蕩然無存，這對中國眾多生產(chǎn)規(guī)模有限的相關(guān)企業(yè)而言，可能面臨被市場淘汰的危險。歐盟的RoHS指令對于歐盟國家來說是一個環(huán)境方面的保障，對于我國很多的電子電器生產(chǎn)廠商來說無疑是多了一個壁壘。對于電子電器中使用頻率非常高的線束來說，也加入了這個被要求的范疇，對于線束行業(yè)來說也是一個要求技術(shù)改進、材質(zhì)變化、工藝進步的要求。對于線束行業(yè)來說是不小的考驗，也使得線束行業(yè)本身的競爭更加激烈的。

在企業(yè)生產(chǎn)成本上來說，為應對RoHS指令，生產(chǎn)加工出符合RoHS指令要求的產(chǎn)品，就必須在全生產(chǎn)鏈上對投入所使用的材料嚴格控制六類物質(zhì)含量符合RoHS要求。對于線束行業(yè)來說，主要是電線的裁剪、端子的壓接、以及根據(jù)產(chǎn)品設計需求對電線的排列組合。所以在線束行業(yè)來說，控制好原料的收入，就可以控制好產(chǎn)品的符合性。

3 XRF介紹

3.1 XRF原理介紹

XRF是一項非破壞性的元素定性和定量分析的技術(shù)，其原理是根據(jù)被入射X光提升到激發(fā)態(tài)的樣品，在回復到基態(tài)時，所放射的X光熒光，具有因元素種類和含量不同而有不同的波長X光射線的特征。根據(jù)量子理論，X設想可以看成由一種量子或光子組成的粒子流，每個光具有的能量為E=hν=h C/λ，式子中E為X射線光子的能量，單位為keV；h為普朗克常數(shù)；ν為光波的頻率；C為光速。因此，只要測出熒光X射線的波長或者能量，就可以知道元素的種類，這就是熒光X射線定性分析的基礎。此外，熒光X射線的強度與相應元素的含量有一定的關(guān)系，據(jù)此，可以進行元素定量分析。

3.2 XRF在RoHS指令上的作用和特點

3.2.1 應對RoHS指令的X射線熒光分析儀的特點

X射線熒光分析儀的特點可以涵蓋為以下幾點：第一，目前市場上出現(xiàn)的各種用于RoHS分析的X射線熒光分析儀一般采用能量色散；第二，儀器體積小，重量輕；第三，大多采用高性能Si-PIN檢測器或SDD（硅漂移）檢測器，配備電子制冷器，無需液氮冷卻；第四，不僅可以用于RoHS分析，測定Cd，Pb，Hg，Cr，Br，而且可用于日常的檢測，如金屬、合金、塑料、玩具、土壤中元素的檢測；第五，功率小，耗電少。

X射線熒光分析檢測儀器（XRF）作為一種快速分析手段，為我國的相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提供了一種可行的、低成本的、并且是及時的，檢測、篩選和控制有害元素含量的有效途徑。其具有無需對樣品進行特別的化學處理、快速、方便、測量成本低等明顯優(yōu)勢，在各個相關(guān)企業(yè)中的過程控制和檢測中起了一定的積極作用。

3.2.2 X射線熒光分析儀在應對RoHS指令上的作用

X射線熒光分析儀因為它能夠?qū)oHS限定的五種的元素進行檢出和測定，所以在各個相關(guān)企業(yè)中應對RoHS指令過程中，起到過程控制和檢測的功效。一般企業(yè)來說，通常在入庫檢查的時候，利用X射線熒光分析儀器對進料進行RoHS檢測，以滿足進入生產(chǎn)鏈的材料所含有的重金屬Cd，Pb，Hg，Cr，以及Br的含量能夠達到RoHS標準的要求。

4 XRF在線束行業(yè)中應對RoHS指令的作用

線束加工行業(yè)是將電線裁剪成客戶要求的長度，然后進行打端子，插入插座、套入套管、焊接、焊錫等一些列的加工方式的加工行業(yè)。所以在線束行業(yè)中，如何控制產(chǎn)品在進入客戶端時是能夠滿足RoHS指令的要求，因為線束加工行業(yè)的生產(chǎn)制造過程中基本沒有新的元素進入生產(chǎn)鏈，所以只要在材料受入的時候，能夠達到RoHS要求就能夠滿足客戶以及市場對于產(chǎn)品的要求。所以通常的線束行業(yè)將X射線熒光分析儀器放在受入檢查處，作為對材料進入生產(chǎn)線前的檢查。從而使得進入生產(chǎn)鏈的材料是符合RoHS要求的。以下是上海某線束加工公司利用X射線熒光分析儀圖例。由圖例可以看出X射線熒光分析儀在檢測入庫材料RoHS符合性的情況。（參見附圖實際能譜圖以及檢測條件等）

統(tǒng)計結(jié)果如上，從統(tǒng)計結(jié)果來看五種物質(zhì)的含量均符合RoHS指令的要求，所以判定該材料為RoHS合格品。線束加工行業(yè)將XRF作為受入檢查的一部分，通過對進料的抽樣檢測來判定材料的合格性。

以上海某電線有限公司為例：以下是檢測的判定標準（見表1）

在RoHS正式實施7年的時間內(nèi)，通過XRF的利用基本可以滿足應對RoHS指令的要求。雖然2011年7月1日新版的RoHS已經(jīng)公布，但在生產(chǎn)環(huán)節(jié)線束加工行業(yè)還說，在未來的幾年時間內(nèi)XRF還將發(fā)揮其在RoHS檢測中的積極作用。目前，線束加工企業(yè)需要做的事情是緊密結(jié)合RoHS指令要求，隨時跟進新的要求標準，有效結(jié)合體系操作，從而確保產(chǎn)品符合RoHS要求。通常情況下企業(yè)自行制訂的判定標準要比RoHS管理規(guī)定值更為嚴格，這樣能夠在控制環(huán)境不合格材料流入生產(chǎn)鏈上取得比較好的效果。

參考文獻

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