在先進材料的應用中，性能往往取決于細微的差異。材料元素組成比例的輕微偏差，可能讓產品特性大打折扣；結構或分布的不均勻，也可能導致性能失衡。這類挑戰廣泛存在于成分與工藝控制要求嚴苛的行業——先進陶瓷、功能涂層、新能源電池，莫不如此。對于企業而言，如何在有限時間內獲得可靠的檢測數據，已經成為研發與生產的共同痛點。既要快，又要準，還要貼近實際工藝條件。

在“粉體工業萬里行”的本站行程中，我們走進了北京安科慧生科技有限公司（下文簡稱：安科慧生）。作為一家專注于X射線熒光光譜儀研發與應用的企業，安科慧生正在通過快速、無損、多元素的檢測手段，幫助產業解決那些看似細微卻至關重要的檢測難題。

萬里行團隊與安科慧生教授級高工李桂蘭老師合影

一、XRF：讓元素成分“看得見”

X射線熒光（XRF）是指物質在X射線照射下，原子被激發后釋放出的、具有特征能量的X射線。其能量與入射射線無關，只取決于元素原子殼層電子能級之間的差異，因此具有唯一性，就像元素的“指紋”，因此被稱為該元素的特征X射線，也常稱為X熒光或熒光X射線。X射線熒光光譜儀正是基于這一原理，通過采集并分析這些“指紋式”的特征X射線光譜及其強度，來確定材料的元素組成及其含量。

二、安科慧生的核心技術

1、全聚焦型雙曲面彎晶

在傳統XRF檢測中，連續譜在樣品上的散射會抬高背景，掩蓋弱小特征峰，限制了微量元素的檢出。為解決這一難題，安科慧生在光學系統中引入了全聚焦型雙曲面彎晶。這種Johansson型雙曲面彎晶可對光管射出的X射線進行單色化和高效聚焦：既過濾掉連續譜、降低背景干擾，又將光斑收縮到幾十至數百微米，提高激發效率。由此顯著改善了信噪比，提升了微量元素的檢出能力。

代表產品：擁有90位機器人進樣單元的MEGREZ-α

安科慧生雙源單波長激發-能量色散X射線熒光光譜儀

2、全息基本參數法

在XRF的定量分析中，除了背景干擾，基體效應（不同元素間的吸收和增強作用）同樣是導致結果偏差的主要原因。傳統方法往往依賴大量標準樣品來修正，但這不僅成本高，而且在復雜材料中仍難以保證準確性。為減輕這種依賴，研究者提出了 基本參數法：通過物理參數庫和數學模型來刻畫X射線從激發到探測的全過程，用計算去校正基體效應，并逐步替代標準曲線，從而實現“無標定量”的目標。然而，不同廠家的基本參數法水平差異較大，實際效果參差不齊。

安科慧生在成熟的基本參數庫和理論公式基礎上，結合大量XRF物理實驗，自主開發出一系列先進數學模型，歷經十余年推出了全息基本參數法（Holospec FP? 2.0），并于2019年實現商業化。Holospec FP? 2.0引入了完整的物理過程建模和全譜擬合，更精準地修正了基體效應與譜線重疊，減少對標樣依賴，并在保證高效運算的同時，使主量與痕量元素的同步定量更為可靠。

全息基本參數法（Holospec FP?）軟件頁面

通過光學與算法的雙重突破，安科慧生不僅解決了“看得見”的問題，更讓結果“看得準”。

三、應用價值：從成分分析到面密度測試

1.成分分析：配方與質量的基礎

在材料研發中，XRF能快速確認元素組成，為配方優化提供依據；在生產中，它能監控雜質水平，確保產品穩定性。無論是礦石、金屬粉體，還是陶瓷原料、功能材料，成分檢測都是不可或缺的一環。

應用場景：

礦石與冶金：快速判斷鐵礦、鋁土礦、鎂砂等原料的主量元素含量，指導選礦與配料。

陶瓷與粉體材料：監測雜質元素（如 Fe、Ti、Ca）的水平，避免影響燒結性能與最終性能。

新能源材料：在正極、負極及電解質材料開發中，XRF能用于追蹤元素配比（如Ni/Co/Mn、P/Fe），輔助研發效率。

得益于高靈敏度光學設計和全息基本參數法，安科慧生的XRF儀器單次檢測時間通常在30秒到15分鐘之間。這種分鐘級的效率，使其既能滿足研發環節的精確分析，又能貼近生產線的實時把控。

2.涂布層面密度及厚度：工藝控制的關鍵

在功能涂層和新能源電池電極等應用中，涂布層的均勻性與面密度直接決定性能表現。以電池極片為例，面密度過高可能導致容量不均、循環壽命下降；過低則會造成能量密度不足。而在功能涂層中，面密度的波動會影響光學反射率、耐蝕性、耐磨性或絕緣性能，直接關系到產品穩定性。

XRF能通過熒光信號強度與基體吸收的關系，直接測定涂布層面密度，無需剝離、切片等破壞性操作，更快更直觀，尤其適合生產環節的質量監控。與此同時，在一定條件下，面密度數據還能進一步換算成涂層厚度，為工藝優化和質量評價提供更多維度的參考。特別值得一提的是，安科慧生推出的帶鏡頭的XRF產品，不僅能檢測面密度，還能實現測試區域的可視化定位。通過鏡頭觀察和軟件標定，用戶可以精準選擇測量點，避免因樣品表面不均或操作偏差帶來的誤差，讓檢測結果更加可靠。

相關產品：微區高靈敏度X射線熒光光譜儀

應用場景：

光學鍍膜：檢測反射膜、濾光膜厚度一致性，保證光學性能。

防腐/耐磨涂層：監控金屬或陶瓷表面涂層的均勻性，提升使用壽命。

電子元器件涂層：如導電膜、絕緣膜，XRF可快速判斷厚度與面密度是否達標。

新能源電池極片：正極/負極漿料的涂布面密度控制，保證能量密度與一致性。

小結：

在先進材料競爭愈發激烈的今天，看得清、看得準、看得快，正在成為企業質量與研發的硬核競爭力。而安科慧生，正是在這條路上，為產業提供值得信賴的解決方案。

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