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作者：李平  

摘要:迄X射線(xiàn)被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，經(jīng)人類(lèi)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(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用也越來(lái)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(guó)對(duì)污染物質(zhì)的監(jiān)管日益注重的今天,怎樣利用X射線(xiàn)來(lái)對(duì)檢測(cè)樣品中的有害元素含量進(jìn)行測(cè)量,進(jìn)而采取管控措施,使之滿(mǎn)足相關(guān)法律法規(guī)對(duì)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(jìng)爭(zhēng)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(xiàn)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(shí)，發(fā)射出的一種看不見(jiàn)的光。X射線(xiàn)和紫外線(xiàn)、紅外線(xiàn)一樣，同屬于電磁波的一種?？梢?jiàn)光線(xiàn)的波長(zhǎng)在10-6 米左右，X射線(xiàn)的波長(zhǎng)比其更短，波長(zhǎng)大約在10-8 米～10-12 米之間。   隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)日益融入世界經(jīng)濟(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的“綠色化”進(jìn)程進(jìn)一步加快。從某種意義上說(shuō)，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(duì)工業(yè)化造成的人與自然關(guān)系的嚴(yán)重失衡提出來(lái)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(kāi)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(chēng)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(guó)把環(huán)境問(wèn)題與經(jīng)濟(jì)問(wèn)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(chǎng)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(guó)人、89%的美國(guó)人在購(gòu)物時(shí)會(huì)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(jià)格，80%的加拿大人愿付出多于10%的錢(qián)購(gòu)買(mǎi)對(duì)環(huán)境有利的產(chǎn)品，77%的日本人只挑選和購(gòu)買(mǎi)有環(huán)保標(biāo)志的產(chǎn)品。據(jù)美國(guó)*稱(chēng)，目前環(huán)保產(chǎn)品和服務(wù)的市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)5000億美元。目前，美國(guó)、日本和歐洲占據(jù)了環(huán)保市場(chǎng)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(zhǎng)，而亞洲將是增長(zhǎng)zui快的地區(qū)。

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

*章      X射線(xiàn)在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用  X射線(xiàn)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(xiàn)的波長(zhǎng)很短，因此穿透本領(lǐng)很強(qiáng)。X光能穿過(guò)肌肉，但不能穿過(guò)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(xiàn)影像形成的基本原理，是由于X線(xiàn)的特性和零件的致密度與厚度之差異所致。無(wú)損探傷X–射線(xiàn)在工業(yè)上用作零件探傷，檢查金屬部件有沒(méi)有砂眼、裂紋等缺陷。  （3）除這些之外還有，墻壁厚度測(cè)量，測(cè)量尺寸的復(fù)雜變化 ，測(cè)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(lái)越多的電子產(chǎn)品。而在生產(chǎn)這些電子產(chǎn)品時(shí)可能就會(huì)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(duì)于一些工業(yè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，有一個(gè)適合作業(yè)的綠色無(wú)害的環(huán)境非常重要，但是工業(yè)制造中往往會(huì)有一些粉塵污染，就可使用X射線(xiàn)衍射儀來(lái)對(duì)作業(yè)環(huán)境中的粉塵濃度進(jìn)行測(cè)量管控。  在印制線(xiàn)路板行業(yè)里，PCB（印制線(xiàn)路板）制程中電鍍，蒸鍍，離子鍍會(huì)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(cè)量，避免了直接接觸或破壞被測(cè)物。不僅可以隨時(shí)控制產(chǎn)品質(zhì)量，并同時(shí)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(xiàn)圖象增強(qiáng)器系統(tǒng)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)X射線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)。尤其對(duì)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(cè)方法。它具有動(dòng)態(tài)觀察、形態(tài)真實(shí)、檢測(cè)效率高的特點(diǎn)。并可采用計(jì)算機(jī)圖象處理裝置對(duì)射線(xiàn)圖象進(jìn)行處理，使檢驗(yàn)靈敏度進(jìn)一步提高。X射線(xiàn)線(xiàn)陣掃描成像系統(tǒng)是20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)的新的無(wú)損檢測(cè)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(dòng)態(tài)范圍和更小的象素尺寸，并具在無(wú)損檢測(cè)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(shí)的檢測(cè)出不良品，并且無(wú)損的優(yōu)勢(shì)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(huì)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(duì)有毒有害物質(zhì)進(jìn)行控制和管理，各個(gè)國(guó)家及地區(qū)也相繼出臺(tái)了各種法律法規(guī)對(duì)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(chǎng)的使用規(guī)定電壓不超過(guò)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(dòng)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(dòng)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(guó)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(guó)境內(nèi)生產(chǎn)、銷(xiāo)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(cè)量?jī)x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(dòng)態(tài)范圍和更小的象素尺寸，并具在無(wú)損檢測(cè)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(shí)的檢測(cè)出不良品，并且無(wú)損的優(yōu)勢(shì)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(huì)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(duì)有毒有害物質(zhì)進(jìn)行控制和管理，各個(gè)國(guó)家及地區(qū)也相繼出臺(tái)了各種法律法規(guī)對(duì)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(chǎng)的使用規(guī)定電壓不超過(guò)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(dòng)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(dòng)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(guó)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(guó)境內(nèi)生產(chǎn)、銷(xiāo)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(cè)量?jī)x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(chǎng)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(lèi)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(lèi)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(guó)實(shí)施的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 6675-2003《國(guó)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(chē)，塑料玩具，兒童用品，發(fā)條玩具，紙（板）類(lèi)玩具，化學(xué)玩具，木制玩具，電動(dòng)－電子玩具，陶瓷玩具，油畫(huà)棒、水彩筆、橡皮泥，玩偶及其服裝，智力玩具、智力樂(lè)器。其檢測(cè)項(xiàng)目就有可溶性重金屬含量測(cè)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(duì)玩具的化學(xué)安全性進(jìn)行了規(guī)定?；镜幕瘜W(xué)安全性包括：玩具中含67／548／EEC指令所稱(chēng)的危險(xiǎn)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(cè)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(gè)國(guó)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(guò)900PPM，氯不超過(guò)900PPM，溴和氯的總量不超過(guò)1500PPM。

第三章       EDXRF② 與其它測(cè)量方法的對(duì)比  

從以上內(nèi)容不難看出，各個(gè)國(guó)家和地區(qū)越來(lái)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(dòng)推動(dòng)積極的改變，保護(hù)地球環(huán)境與世界和平。大勢(shì)所趨，電工協(xié)會(huì)和中華人民共和國(guó)*相繼出臺(tái)一系列的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)各有害物質(zhì)進(jìn)行控制和檢測(cè)。  電工協(xié)會(huì)出臺(tái)了IEC 62321和中華人民共和國(guó)*出臺(tái)的SJ/T 11365中明確規(guī)定了對(duì)各有害物質(zhì)的測(cè)量方法，如：ICP③ -AES/OES、ICP-MS、AAS、CVAAS、HPLC、AFS等測(cè)量方法。各種針對(duì)有毒有害物質(zhì)的分析方法也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，有時(shí)樣品甚至可以在不做前處理，無(wú)損的情況下就可以直接進(jìn)行測(cè)試，例如EDXRF。IEC 62321和SJ/T 11365其中就有利用X射線(xiàn)的XRF設(shè)備來(lái)對(duì)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(cè)量時(shí)，結(jié)果會(huì)有何不同呢?從以下精工盈司的ICP-OES和精工盈司的EDXRF的測(cè)量數(shù)據(jù)的比對(duì)就很容易看出明顯的答案了。  

3.1      塑料樣品      

 塑料、橡膠此類(lèi)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(xiàn)路板材，電線(xiàn)電纜的絕緣外皮等等。

第四章      EDXRF的優(yōu)勢(shì)  

由以上數(shù)據(jù)可見(jiàn)，如果待測(cè)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(wú)大的差異。對(duì)于非均一材質(zhì)（有鍍層）的情況，若ICP先期也未做過(guò)樣品的均一處理，其結(jié)果的可信度也要大打折扣。ICP相對(duì)于EDXRF來(lái)說(shuō)，耗時(shí)長(zhǎng)，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(wú)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(cè)量方法能夠在短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)量，可以滿(mǎn)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(shí)，及時(shí)地增加相應(yīng)的測(cè)量條件與其對(duì)應(yīng)，使此設(shè)備可以長(zhǎng)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(guò)軟件設(shè)置的特定條件，也可對(duì)鍍層中的重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)和管控。

總     結(jié)    

對(duì)于現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的綠色要求來(lái)講，X射線(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了令人不容小覷的作用。  當(dāng)今環(huán)境問(wèn)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(wèn)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(guò)程所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)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(guò)以下途徑來(lái)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(cè)試技術(shù),如X 射線(xiàn)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(cè)試的各個(gè)階段,不需要任何溶劑,幾乎沒(méi)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(wú)污染的(或稱(chēng)“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(lái)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(shí)盡可能無(wú)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(duì)于滿(mǎn)足電子產(chǎn)業(yè)的綠色要求及其對(duì)綠色環(huán)境的友好尤其重要。  所以XRF作為一種重要的測(cè)量途徑，不失為一種節(jié)省時(shí)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(cè)過(guò)后制造出的產(chǎn)品已經(jīng)深入到百姓生活中，對(duì)日益高漲的綠色環(huán)保理念的實(shí)行起到了的推動(dòng)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(cè)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(duì)大自然的污染，使我們的生活更加美好。