在先進(jìn)材料的應(yīng)用中，性能往往取決于細(xì)微的差異。材料元素組成比例的輕微偏差，可能讓產(chǎn)品特性大打折扣；結(jié)構(gòu)或分布的不均勻，也可能導(dǎo)致性能失衡。這類(lèi)挑戰(zhàn)廣泛存在于成分與工藝控制要求嚴(yán)苛的行業(yè)——先進(jìn)陶瓷、功能涂層、新能源電池，莫不如此。對(duì)于企業(yè)而言，如何在有限時(shí)間內(nèi)獲得可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)，已經(jīng)成為研發(fā)與生產(chǎn)的共同痛點(diǎn)。既要快，又要準(zhǔn)，還要貼近實(shí)際工藝條件。

在“粉體工業(yè)萬(wàn)里行”的本站行程中，我們走進(jìn)了北京安科慧生科技有限公司（下文簡(jiǎn)稱(chēng)：安科慧生）。作為一家專(zhuān)注于X射線熒光光譜儀研發(fā)與應(yīng)用的企業(yè)，安科慧生正在通過(guò)快速、無(wú)損、多元素的檢測(cè)手段，幫助產(chǎn)業(yè)解決那些看似細(xì)微卻至關(guān)重要的檢測(cè)難題。

萬(wàn)里行團(tuán)隊(duì)與安科慧生教授級(jí)高工李桂蘭老師合影

一、XRF：讓元素成分“看得見(jiàn)”

X射線熒光（XRF）是指物質(zhì)在X射線照射下，原子被激發(fā)后釋放出的、具有特征能量的X射線。其能量與入射射線無(wú)關(guān)，只取決于元素原子殼層電子能級(jí)之間的差異，因此具有唯一性，就像元素的“指紋”，因此被稱(chēng)為該元素的特征X射線，也常稱(chēng)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(guò)采集并分析這些“指紋式”的特征X射線光譜及其強(qiáng)度，來(lái)確定材料的元素組成及其含量。

二、安科慧生的核心技術(shù)

1、全聚焦型雙曲面彎晶

在傳統(tǒng)XRF檢測(cè)中，連續(xù)譜在樣品上的散射會(huì)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(xué)系統(tǒng)中引入了全聚焦型雙曲面彎晶。這種Johansson型雙曲面彎晶可對(duì)光管射出的X射線進(jìn)行單色化和高效聚焦：既過(guò)濾掉連續(xù)譜、降低背景干擾，又將光斑收縮到幾十至數(shù)百微米，提高激發(fā)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(chǎn)品：擁有90位機(jī)器人進(jìn)樣單元的MEGREZ-α

安科慧生雙源單波長(zhǎng)激發(fā)-能量色散X射線熒光光譜儀

2、全息基本參數(shù)法

在XRF的定量分析中，除了背景干擾，基體效應(yīng)（不同元素間的吸收和增強(qiáng)作用）同樣是導(dǎo)致結(jié)果偏差的主要原因。傳統(tǒng)方法往往依賴大量標(biāo)準(zhǔn)樣品來(lái)修正，但這不僅成本高，而且在復(fù)雜材料中仍難以保證準(zhǔn)確性。為減輕這種依賴，研究者提出了 基本參數(shù)法：通過(guò)物理參數(shù)庫(kù)和數(shù)學(xué)模型來(lái)刻畫(huà)X射線從激發(fā)到探測(cè)的全過(guò)程，用計(jì)算去校正基體效應(yīng)，并逐步替代標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而實(shí)現(xiàn)“無(wú)標(biāo)定量”的目標(biāo)。然而，不同廠家的基本參數(shù)法水平差異較大，實(shí)際效果參差不齊。

安科慧生在成熟的基本參數(shù)庫(kù)和理論公式基礎(chǔ)上，結(jié)合大量XRF物理實(shí)驗(yàn)，自主開(kāi)發(fā)出一系列先進(jìn)數(shù)學(xué)模型，歷經(jīng)十余年推出了全息基本參數(shù)法（Holospec FP? 2.0），并于2019年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。Holospec FP? 2.0引入了完整的物理過(guò)程建模和全譜擬合，更精準(zhǔn)地修正了基體效應(yīng)與譜線重疊，減少對(duì)標(biāo)樣依賴，并在保證高效運(yùn)算的同時(shí)，使主量與痕量元素的同步定量更為可靠。

全息基本參數(shù)法（Holospec FP?）軟件頁(yè)面

通過(guò)光學(xué)與算法的雙重突破，安科慧生不僅解決了“看得見(jiàn)”的問(wèn)題，更讓結(jié)果“看得準(zhǔn)”。

三、應(yīng)用價(jià)值：從成分分析到面密度測(cè)試

1.成分分析：配方與質(zhì)量的基礎(chǔ)

在材料研發(fā)中，XRF能快速確認(rèn)元素組成，為配方優(yōu)化提供依據(jù)；在生產(chǎn)中，它能監(jiān)控雜質(zhì)水平，確保產(chǎn)品穩(wěn)定性。無(wú)論是礦石、金屬粉體，還是陶瓷原料、功能材料，成分檢測(cè)都是不可或缺的一環(huán)。

應(yīng)用場(chǎng)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(dǎo)選礦與配料。

陶瓷與粉體材料：監(jiān)測(cè)雜質(zhì)元素（如 Fe、Ti、Ca）的水平，避免影響燒結(jié)性能與最終性能。

新能源材料：在正極、負(fù)極及電解質(zhì)材料開(kāi)發(fā)中，XRF能用于追蹤元素配比（如Ni/Co/Mn、P/Fe），輔助研發(fā)效率。

得益于高靈敏度光學(xué)設(shè)計(jì)和全息基本參數(shù)法，安科慧生的XRF儀器單次檢測(cè)時(shí)間通常在30秒到15分鐘之間。這種分鐘級(jí)的效率，使其既能滿足研發(fā)環(huán)節(jié)的精確分析，又能貼近生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)把控。

2.涂布層面密度及厚度：工藝控制的關(guān)鍵

在功能涂層和新能源電池電極等應(yīng)用中，涂布層的均勻性與面密度直接決定性能表現(xiàn)。以電池極片為例，面密度過(guò)高可能導(dǎo)致容量不均、循環(huán)壽命下降；過(guò)低則會(huì)造成能量密度不足。而在功能涂層中，面密度的波動(dòng)會(huì)影響光學(xué)反射率、耐蝕性、耐磨性或絕緣性能，直接關(guān)系到產(chǎn)品穩(wěn)定性。

XRF能通過(guò)熒光信號(hào)強(qiáng)度與基體吸收的關(guān)系，直接測(cè)定涂布層面密度，無(wú)需剝離、切片等破壞性操作，更快更直觀，尤其適合生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)控。與此同時(shí)，在一定條件下，面密度數(shù)據(jù)還能進(jìn)一步換算成涂層厚度，為工藝優(yōu)化和質(zhì)量評(píng)價(jià)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(chǎn)品，不僅能檢測(cè)面密度，還能實(shí)現(xiàn)測(cè)試區(qū)域的可視化定位。通過(guò)鏡頭觀察和軟件標(biāo)定，用戶可以精準(zhǔn)選擇測(cè)量點(diǎn)，避免因樣品表面不均或操作偏差帶來(lái)的誤差，讓檢測(cè)結(jié)果更加可靠。

相關(guān)產(chǎn)品：微區(qū)高靈敏度X射線熒光光譜儀

應(yīng)用場(chǎng)景：

光學(xué)鍍膜：檢測(cè)反射膜、濾光膜厚度一致性，保證光學(xué)性能。

防腐/耐磨涂層：監(jiān)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(dǎo)電膜、絕緣膜，XRF可快速判斷厚度與面密度是否達(dá)標(biāo)。

新能源電池極片：正極/負(fù)極漿料的涂布面密度控制，保證能量密度與一致性。

小結(jié)：

在先進(jìn)材料競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的今天，看得清、看得準(zhǔn)、看得快，正在成為企業(yè)質(zhì)量與研發(fā)的硬核競(jìng)爭(zhēng)力。而安科慧生，正是在這條路上，為產(chǎn)業(yè)提供值得信賴的解決方案。

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