使用微X射线荧光(Micro-XRF)分析木材防腐剂的吸收

通常,木材经过化学处理,以防止物理降解,并保持其结构完整性,免受自然因素的影响,如水分、昆虫和真菌。木材处理的实践和概念已经使用了几千年。之前关于如何保护木材的例子包括罗马人在木材上刷上焦油,以保护和延长材料的寿命,以及古希腊人将木材浸泡在橄榄油中。

未处理的“干腐”木材的例子。

图1所示。未处理的“干腐”木材的例子。

在最先进的木材处理中,有几个过程和防腐剂的化学物质这是可以利用的,通常定义为使用溶剂携带防腐剂进入木材(如,轻有机溶剂,油,或水)。铜被用作许多防腐剂的主要成分,特别是那些水性的。通过化学反应使防腐剂溶解在溶液中;然而,它们最近也被用于在水溶液中混合微细的铜颗粒。欧洲杯猜球平台

现在可以通过利用各种方法将这些不同的防腐剂应用于木材,例如压力辅助方法,刷涂,陡峭或甚至将防腐剂掺入活植物的SAP流中。这些过程的最终目标是在树木中深入甚至吸收防腐剂,以确保有效性最大化。

本文显示了如何有效地利用微XRF来检测木材中防腐剂的均匀性和深度。

样例

在这项研究中,一个4英寸× 4英寸的木材样品被在其表面涂上一种以铜为基础的化学物质处理(图1)。随后,该样品被横截面成大约半英寸厚的切片。该分析旨在检测铜基溶液被木材吸收的深度,使用Micro-XRF测量铜。

依赖于可见光光谱的光谱技术是不实际的,因为肉眼不可见 - 没有变色的痕迹。使用Micro-XRF可以容易地评估吸收深度,以执行横截面的元素谱图,特别是寻找铜。Micro-XRF使用微聚焦的X射线束来产生特征X射线能量线,与能量分散光谱(EDS)中使用的相同。

相反,微XRF是一种非破坏性测量方法,具有卓越的更高能量的敏感性,如铜。对于单点测量,铜的检测限制标称小于10ppm。Micro-XRF通常需要极小的样品制备并在低真空下工作,而其他方法可能需要广泛的样品制备,尤其是用于生物或有机材料。欧洲杯足球竞彩

分析

EDAX Orbis PC分析仪用于此分析。使用单片中空玻璃纤维束,X射线聚焦到直径标称为30μm的X射线,也称为多毛细管光学器件。

由于光束直径太小,无法覆盖如此大的区域,因此用EDS无法完全成像木材样品4 × 4横截面上的特征比例。然而,某些“大块”XRF系统具有几毫米量级的较小孔径,这是非常大的,不能产生更高分辨率的图像。

在ORBIS上的30μm光束直径是实现高图像分辨率的正确尺寸,同时还具有在短时间跨度内映射更大区域的潜力。必须考虑优选的光束间隔,光束直径和映射区域的尺寸,以改善映射收集参数。对于此示例,在图2中的红色轮廓中突出显示待映射的区域,约为50.4 x 3.5 mm。

木横截面样本的蒙太奇图像,用红色突出显示映射区域。已经用铜微粒防腐剂处理了木材样品。

图2。木材横截面样品的蒙太奇图像,与映射区域,突出红色。已经用铜微粒防腐剂处理了木材样品。

狭窄区域减小了外来映射时间,但是将继续作为距离的函数提供铜信号的不同概况。420 x 35点是X / Y矩阵,或者在各个轴上收集的点数,在各个收集点之间提供大致的一个波束空间(〜30μm)。

停留时间(每点)由目标元素的组成决定,微量元素比主元素需要更长的停留时间。值得注意的是,当绘制地图时,总灵敏度大大降低,因为与较长的单点分析相比,采集时间相对较短。总的收集时间约为2小时,每点停留时间为500毫秒。

所生成的图像显示了映射区域的视频图像(图3a),以及热彩色缩放显示的图像Cu (K)强度(图3b)。正如预期的那样,铜(K)的强度非常接近木材的外边缘,最高强度名义上每秒21000次。

映射区域的视频图像和(b)热缩放中的Cu(k)光谱图。

图3。(a)映射区域的视频图像和(b)热缩放中的Cu(k)光谱图。

铜在木材上的分布并不平滑均匀。相反,铜(K)“热点”是明显的,以及条纹正常的木材年轮。热点出现在随后树木年轮的右边(左边),这在图4的总计数图中清晰地显示出来。

total counts地图并不是用能量来区分地图,而是表示任意给定点的国家总数。这清楚地表明,铜热点与树圈不直接相关。

图4。总计映射不会通过能量分离映射,而是表示任何给定点的总计数率。这清楚地表明,铜热点与树圈不直接相关。

铜(K)强度在靠近第四环和第三环处出现突然下降,而不是向中心缓慢下降。超过这一点,铜迅速下降到痕量水平,在这个阶段依赖于仪器的灵敏度。总体上铜的吸收较深,但不均匀。通过外部8个年轮(11个年轮中的8个)吸收是成功的,约2.8毫米。

结论

关于吸收到未加工的木材中的铜微粒分布的重要数据是由欧洲杯猜球平台Orbis PC Micro-XRF分析仪.铜防腐剂被深深地吸收到木材中,揭示了一种吸收模式,似乎依赖于木材的结构。Orbis PC Micro-XRF分析仪提供非破坏性的测量,可保持样品与其他几种方法的测量,也需要最小的样品准备。一般来说,其他元素测量方法需要密集的样品制备过程进行分析,特别是有机和生物样品。

这些信息已经从EDAX公司提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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引用

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  • 美国心理学协会

    EDAX。(2020年,09年12月)。用微x射线荧光(Micro- xrf)分析木材防腐剂的吸收性能。AZoM。于2021年7月02日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=12959检索。

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    EDAX。“利用微x射线荧光(Micro- xrf)分析木材防腐剂的吸收”。氮杂.2021年7月02。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=12959 >。

  • 芝加哥

    EDAX。“利用微x射线荧光(Micro- xrf)分析木材防腐剂的吸收”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=12959。(2021年7月2日生效)。

  • 哈佛大学

    EDAX。2020.使用微X射线荧光(Micro-XRF)分析木材防腐剂的吸收.AZoM, viewed July 2021, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=12959。

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