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作者：李平  

摘要:迄X射線被發(fā)現(xiàn)以來，經(jīng)人類的研究和利用，已有一百多年的歷史。隨著科學(xué)和技術(shù)的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)力的不斷提高， X射線在各個領(lǐng)域中應(yīng)用也越來越為廣泛，其中一部分就與我們的生活息息相關(guān)。本文所闡述的主旨，著眼于在地球環(huán)境日益惡化和世界各國對污染物質(zhì)的監(jiān)管日益注重的今天,怎樣利用X射線來對檢測樣品中的有害元素含量進(jìn)行測量,進(jìn)而采取管控措施,使之滿足相關(guān)法律法規(guī)對產(chǎn)品的要求。那樣產(chǎn)品既實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保，企業(yè)又提高了競爭能力，以達(dá)到雙贏的目的。

關(guān)鍵詞：XRF；綠色電子產(chǎn)業(yè)；應(yīng)用

前    言  

X射線是由的物理學(xué)家倫琴教授于1895年發(fā)現(xiàn)的，通常是物質(zhì)在發(fā)生微觀變化時，發(fā)射出的一種看不見的光。X射線和紫外線、紅外線一樣，同屬于電磁波的一種?？梢姽饩€的波長在10-6 米左右，X射線的波長比其更短，波長大約在10-8 米～10-12 米之間。   隨著我國經(jīng)濟(jì)日益融入世界經(jīng)濟(jì)，我國經(jīng)濟(jì)的“綠色化”進(jìn)程進(jìn)一步加快。從某種意義上說，WTO是以可持續(xù)發(fā)展為導(dǎo)向的經(jīng)濟(jì)形態(tài)?？沙掷m(xù)發(fā)展是針對工業(yè)化造成的人與自然關(guān)系的嚴(yán)重失衡提出來的嶄新發(fā)展觀。WTO準(zhǔn)則強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源合理開發(fā)和環(huán)境有效保護(hù)的協(xié)調(diào)，所以，有人把WTO之下的經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易稱之為“綠色經(jīng)濟(jì)”和“綠色貿(mào)易”。而綠色經(jīng)濟(jì)和綠色貿(mào)易必將促使各國把環(huán)境問題與經(jīng)濟(jì)問題掛鉤，加強(qiáng)環(huán)境資源立法，把經(jīng)濟(jì)建立在可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上。

目前，在世界市場上，綠色產(chǎn)品走俏，綠色戰(zhàn)略盛行，綠色革命方興未艾。據(jù)調(diào)查，84%的荷蘭人、90%的德國人、89%的美國人在購物時會考慮消費(fèi)品的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，85%的瑞典人愿為環(huán)境清潔支付較高的價格，80%的加拿大人愿付出多于10%的錢購買對環(huán)境有利的產(chǎn)品，77%的日本人只挑選和購買有環(huán)保標(biāo)志的產(chǎn)品。據(jù)美國*稱，目前環(huán)保產(chǎn)品和服務(wù)的市場規(guī)模已達(dá)5000億美元。目前，美國、日本和歐洲占據(jù)了環(huán)保市場85%的份額。隨著新興綠色產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)步，環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將快速增長，而亞洲將是增長zui快的地區(qū)。

近年來，利用XRF在綠色環(huán)保生產(chǎn)領(lǐng)域來控管有害元素的手段已趨于成熟，下面將會具體介紹一些X射線在綠色生產(chǎn)及環(huán)保中的應(yīng)用。

*章      X射線在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用  X射線在軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、科學(xué)及工農(nóng)業(yè)各方面有著廣泛的應(yīng)用。如： （1）應(yīng)用醫(yī)學(xué)診斷          因?yàn)閄射線的波長很短，因此穿透本領(lǐng)很強(qiáng)。X光能穿過肌肉，但不能穿過骨頭。在醫(yī)學(xué)上可以用作人體的透視，檢查體內(nèi)的病變和骨骼情況。  （2）窺探物質(zhì)結(jié)構(gòu)  透視復(fù)雜物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ，產(chǎn)生組件缺陷位置的影像。X線影像形成的基本原理，是由于X線的特性和零件的致密度與厚度之差異所致。無損探傷X–射線在工業(yè)上用作零件探傷，檢查金屬部件有沒有砂眼、裂紋等缺陷。  （3）除這些之外還有，墻壁厚度測量，測量尺寸的復(fù)雜變化 ，測量密度變化。

隨著科技的進(jìn)步，我們的生產(chǎn)和生活領(lǐng)域中出現(xiàn)了越來越多的電子產(chǎn)品。而在生產(chǎn)這些電子產(chǎn)品時可能就會造成有限資源的浪費(fèi)，綠色環(huán)境的污染和地球大氣的改變。  對于一些工業(yè)行業(yè)來說，有一個適合作業(yè)的綠色無害的環(huán)境非常重要，但是工業(yè)制造中往往會有一些粉塵污染，就可使用X射線衍射儀來對作業(yè)環(huán)境中的粉塵濃度進(jìn)行測量管控。  在印制線路板行業(yè)里，PCB（印制線路板）制程中電鍍，蒸鍍，離子鍍會使用到大量的貴重金屬，如用XRF進(jìn)行規(guī)格控管，可以選擇微小面積以進(jìn)行微小面積金屬鍍層厚度的測量，避免了直接接觸或破壞被測物。不僅可以隨時控制產(chǎn)品質(zhì)量，并同時達(dá)到zui大限度的節(jié)約資源和能源的綠色環(huán)保要求。

在半導(dǎo)體器件行業(yè)中，X射線圖象增強(qiáng)器系統(tǒng)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)X射線實(shí)時檢測。尤其對于批量大，檢驗(yàn)效率高的零部件是一種非常實(shí)用有效的檢測方法。它具有動態(tài)觀察、形態(tài)真實(shí)、檢測效率高的特點(diǎn)。并可采用計(jì)算機(jī)圖象處理裝置對射線圖象進(jìn)行處理，使檢驗(yàn)靈敏度進(jìn)一步提高。X射線線陣掃描成像系統(tǒng)是20世紀(jì)80年代開發(fā)的新的無損檢測成像技術(shù)。它以半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)字成像技 術(shù)為基礎(chǔ)，具有更高的掃描速度，更寬的動態(tài)范圍和更小的象素尺寸，并具在無損檢測的應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。所以XRF在半導(dǎo)體行業(yè)中短時的檢測出不良品，并且無損的優(yōu)勢可以做到節(jié)約大量資源。

第二章      現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的綠色要求  

電子產(chǎn)業(yè)在制造中會使用到一些有毒有害的物質(zhì)，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。為了保護(hù)我們綠色的家園，就必須對有毒有害物質(zhì)進(jìn)行控制和管理，各個國家及地區(qū)也相繼出臺了各種法律法規(guī)對電子信息產(chǎn)品中的有毒有害物質(zhì)進(jìn)行管控。  2006年7月歐盟實(shí)施的RoHS指令（在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令）適用于投放入歐盟市場的使用規(guī)定電壓不超過交流1000伏、直流1500伏的電氣電子設(shè)備。RoHS指令中產(chǎn)品的覆蓋范圍：大型家用電氣產(chǎn)品、小型家用電氣產(chǎn)品、IT以及遠(yuǎn)程通訊機(jī)器、民生用機(jī)器、照明裝置、電動工具（不包括安裝型大型產(chǎn)業(yè)用工具）、玩具、休閑以及運(yùn)動器具、醫(yī)療用設(shè)備（不包括所有的移植產(chǎn)品以及受感染的產(chǎn)品）、監(jiān)視以及控制機(jī)器（豁免）。RoHS指令中所控制的有害物質(zhì)：鉛（Pb  0.1%wt）、汞（Hg  0.1%wt）、鎘（Cd  0.01%wt）、鉻（Cr6+    0.01%wt）、多溴聯(lián)苯（PBBs  0.1%wt）、多溴聯(lián)苯醚（PBDEs  0.1%wt）。  2007年3月中國實(shí)施的“電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法”適用于在中華人民共和國境內(nèi)生產(chǎn)、銷售、進(jìn)口的電子信息產(chǎn)品。“電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法” 中產(chǎn)品的覆蓋范圍：電子雷達(dá)產(chǎn)品、電子通信產(chǎn)品、廣播電視產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、家用電子產(chǎn)品、電子測量儀器產(chǎn)品、電子產(chǎn)品、電子應(yīng)用產(chǎn)品。“電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法” 中所控制的有害物質(zhì)：鉛（Pb  0.1%wt）、汞（Hg  0.1%wt）、鎘（Cd  0.01%wt）、鉻（Cr6+   0.01%wt）、多溴聯(lián)苯（PBBs  0.1%wt）、多溴聯(lián)苯醚（PBDEs  0.1%wt）。

  術(shù)為基礎(chǔ)，具有更高的掃描速度，更寬的動態(tài)范圍和更小的象素尺寸，并具在無損檢測的應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。所以XRF在半導(dǎo)體行業(yè)中短時的檢測出不良品，并且無損的優(yōu)勢可以做到節(jié)約大量資源。            第二章      現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的綠色要求  電子產(chǎn)業(yè)在制造中會使用到一些有毒有害的物質(zhì)，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。為了保護(hù)我們綠色的家園，就必須對有毒有害物質(zhì)進(jìn)行控制和管理，各個國家及地區(qū)也相繼出臺了各種法律法規(guī)對電子信息產(chǎn)品中的有毒有害物質(zhì)進(jìn)行管控。  2006年7月歐盟實(shí)施的RoHS指令（在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令）適用于投放入歐盟市場的使用規(guī)定電壓不超過交流1000伏、直流1500伏的電氣電子設(shè)備。RoHS指令中產(chǎn)品的覆蓋范圍：大型家用電氣產(chǎn)品、小型家用電氣產(chǎn)品、IT以及遠(yuǎn)程通訊機(jī)器、民生用機(jī)器、照明裝置、電動工具（不包括安裝型大型產(chǎn)業(yè)用工具）、玩具、休閑以及運(yùn)動器具、醫(yī)療用設(shè)備（不包括所有的移植產(chǎn)品以及受感染的產(chǎn)品）、監(jiān)視以及控制機(jī)器（豁免）。RoHS指令中所控制的有害物質(zhì)：鉛（Pb  0.1%wt）、汞（Hg  0.1%wt）、鎘（Cd  0.01%wt）、鉻（Cr6+    0.01%wt）、多溴聯(lián)苯（PBBs  0.1%wt）、多溴聯(lián)苯醚（PBDEs  0.1%wt）。  2007年3月中國實(shí)施的“電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法”適用于在中華人民共和國境內(nèi)生產(chǎn)、銷售、進(jìn)口的電子信息產(chǎn)品。“電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法” 中產(chǎn)品的覆蓋范圍：電子雷達(dá)產(chǎn)品、電子通信產(chǎn)品、廣播電視產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、家用電子產(chǎn)品、電子測量儀器產(chǎn)品、電子產(chǎn)品、電子應(yīng)用產(chǎn)品。“電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法” 中所控制的有害物質(zhì)：鉛（Pb  0.1%wt）、汞（Hg  0.1%wt）、鎘（Cd  0.01%wt）、鉻（Cr6+   0.01%wt）、多溴聯(lián)苯（PBBs  0.1%wt）、多溴聯(lián)苯醚（PBDEs  0.1%wt）。  2008年1月挪威實(shí)施的PoHS禁令——《消費(fèi)性產(chǎn)品中禁用特定有害物質(zhì)》適用于投放入挪威市場的幾乎所有消費(fèi)品(只有少數(shù)例外)。PoHS禁令中產(chǎn)品的覆蓋范圍除電子電氣類消費(fèi)品外，還包括衣服、箱包、建筑、玩具等。但是該規(guī)定不適用于食品、食品包裝、化肥、醫(yī)療設(shè)備和香煙，以及運(yùn)輸工具、運(yùn)輸工具上的固定裝置、輪胎和類似運(yùn)輸工具配件。PoHS禁令建議限制18種物質(zhì)，其中只有2種(鉛和鎘)為歐盟RoHS指令所包含的，另還有規(guī)定了16種物質(zhì)禁止使用。其中  受限物質(zhì)就包括: As（砷及其化合物 ）、Pb（鉛及其化合物 ）、Cd（鎘及其化合物 ）。

2004年10月中國實(shí)施的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 6675-2003《國家玩具安全技術(shù)規(guī)范》中產(chǎn)品的覆蓋范圍：毛絨、布制玩具，兒童自行車，塑料玩具，兒童用品，發(fā)條玩具，紙（板）類玩具，化學(xué)玩具，木制玩具，電動－電子玩具，陶瓷玩具，油畫棒、水彩筆、橡皮泥，玩偶及其服裝，智力玩具、智力樂器。其檢測項(xiàng)目就有可溶性重金屬含量測試（鉛Pb、鎘Cd、鉻Cr、砷As、鋇Ba、汞Hg、硒Se、銻Sb等）。  《歐洲玩具指令》（88／378／EC）對玩具的化學(xué)安全性進(jìn)行了規(guī)定。基本的化學(xué)安全性包括：玩具中含67／548／EEC指令所稱的危險物質(zhì)或配置品的含量不得影響到使用玩具的兒童的健康。EN71測試項(xiàng)目包含可溶性八項(xiàng)重金屬（鉛Pb、砷As、銻Sb、鋇Ba、鎘Cd、鉻Cr、汞Hg、硒Se）。

2001年5月91個國家政府簽署的《關(guān)于持久性有機(jī)污染物（POPS）控制斯德哥爾摩公約》中所列的12種持久性污染物（POP）幾乎全部是含鹵化合物。  EN61249-2-21標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定PCB板基材中的溴不超過900PPM，氯不超過900PPM，溴和氯的總量不超過1500PPM。

第三章       EDXRF② 與其它測量方法的對比  

從以上內(nèi)容不難看出，各個國家和地區(qū)越來越重視我們所生存的環(huán)境是否綠色清潔，資源是否循環(huán)利用，發(fā)展是否持續(xù)均衡。zui有影響力的環(huán)保組織---綠色和平致力于以實(shí)際行動推動積極的改變，保護(hù)地球環(huán)境與世界和平。大勢所趨，電工協(xié)會和中華人民共和國*相繼出臺一系列的測試標(biāo)準(zhǔn)來對各有害物質(zhì)進(jìn)行控制和檢測。  電工協(xié)會出臺了IEC 62321和中華人民共和國*出臺的SJ/T 11365中明確規(guī)定了對各有害物質(zhì)的測量方法，如：ICP③ -AES/OES、ICP-MS、AAS、CVAAS、HPLC、AFS等測量方法。各種針對有毒有害物質(zhì)的分析方法也有了長足的進(jìn)步，有時樣品甚至可以在不做前處理，無損的情況下就可以直接進(jìn)行測試，例如EDXRF。IEC 62321和SJ/T 11365其中就有利用X射線的XRF設(shè)備來對電子電氣設(shè)備及電子信息產(chǎn)品中的有害元素進(jìn)行管控的具體方法和要求。

當(dāng)同一樣品分別用定量方法ICP-OES和前期篩選半定量方法EDXRF分別測量時，結(jié)果會有何不同呢?從以下精工盈司的ICP-OES和精工盈司的EDXRF的測量數(shù)據(jù)的比對就很容易看出明顯的答案了。  

3.1      塑料樣品      

 塑料、橡膠此類材質(zhì)的有機(jī)高分子合成材料廣泛應(yīng)用于電子信息各行業(yè)， 例如：各種電子電器設(shè)備的外殼，線路板材，電線電纜的絕緣外皮等等。

第四章      EDXRF的優(yōu)勢  

由以上數(shù)據(jù)可見，如果待測樣品為均一材質(zhì)，EDXRF與ICP或其它的定量方法所得結(jié)果并無大的差異。對于非均一材質(zhì)（有鍍層）的情況，若ICP先期也未做過樣品的均一處理，其結(jié)果的可信度也要大打折扣。ICP相對于EDXRF來說，耗時長，需復(fù)雜的樣品前處理，另外還需要操作人員具有一定的化學(xué)基礎(chǔ)，無法適應(yīng)大部分生產(chǎn)企業(yè)日益縮短的制造周期。在這種情況下，EDXRF有快速便捷的測量方法能夠在短時間內(nèi)完成測量，可以滿足生產(chǎn)企業(yè)的需要。精工盈司的EDXRF儀器就能夠輕松完成RoHS、鹵素、玩具等指令中所要求的各元素的管控，并可以在以后出現(xiàn)新的元素控管法律法規(guī)時，及時地增加相應(yīng)的測量條件與其對應(yīng)，使此設(shè)備可以長期的活躍在元素分析行業(yè)的前列。再加上其有強(qiáng)大軟件運(yùn)算功能的EDXRF儀器，即使是非均一材質(zhì)（有鍍層）的樣品，通過軟件設(shè)置的特定條件，也可對鍍層中的重金屬元素進(jìn)行檢測和管控。

總     結(jié)    

對于現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的綠色要求來講，X射線在各個領(lǐng)域都發(fā)揮了令人不容小覷的作用。  當(dāng)今環(huán)境問題已令世人注目，其中化學(xué)物質(zhì)污染zui為嚴(yán)峻。解決環(huán)境問題的根本和源頭還是要從科學(xué)和技術(shù)自身做起。因此綠色科技、綠色化學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。與大規(guī)模的化學(xué)工業(yè)相比，分析過程所帶來的環(huán)境問題雖然很小，但有毒試劑和化學(xué)廢液的直接排放也是不可忽視的污染源。  發(fā)展綠色分析化學(xué)主要集中在減少和取消有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生上，可以通過以下途徑來進(jìn)行：1.減少有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生；2.取消有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生（如采用物理測試技術(shù),如X 射線熒光法能夠原位采樣和收集數(shù)據(jù),從樣品收集,準(zhǔn)備,到分析測試的各個階段,不需要任何溶劑,幾乎沒有使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)）因此作為化學(xué)工作者，研究發(fā)展無污染的(或稱“綠色”的)分析技術(shù)和實(shí)現(xiàn)“*”的分析流程是義不容辭的責(zé)任，也是未來分析技術(shù)與方法的重要研究方向。

筆者認(rèn)為在制定物料分析方案時盡可能無污染的“綠色”分析技術(shù) (如EDXRF等技術(shù))，再配合其它方法。這對于滿足電子產(chǎn)業(yè)的綠色要求及其對綠色環(huán)境的友好尤其重要。  所以XRF作為一種重要的測量途徑，不失為一種節(jié)省時間，節(jié)省財(cái)力，節(jié)省物力、節(jié)省人力且不產(chǎn)生二次污染的管控手法。用EDXRF設(shè)備檢測過后制造出的產(chǎn)品已經(jīng)深入到百姓生活中，對日益高漲的綠色環(huán)保理念的實(shí)行起到了的推動和示范作用。  利用EDXRF設(shè)備控制產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)在當(dāng)今電子產(chǎn)品制造企業(yè)中已經(jīng)成為*的一種檢測環(huán)節(jié)，用綠色環(huán)保的方法使電子產(chǎn)品更加環(huán)保，降低對大自然的污染，使我們的生活更加美好。