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。隨著科學和技術的不斷進步和生產(chǎn)力的不斷提高， X射線在各個領域中應用也越來越為廣泛，其中一部分就與我們的生活息息相關。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行測量,進而采取管控措施,使之滿足相關法律法規(guī)對產(chǎn)品的要求。那樣產(chǎn)品既實現(xiàn)了綠色環(huán)保，企業(yè)又提高了競爭能力，以達到雙贏的目的。

關鍵詞：XRF；綠色電子產(chǎn)業(yè)；應用

前    言  

X射線是由的物理學家倫琴教授于1895年發(fā)現(xiàn)的，通常是物質在發(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。可見光線的波長在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)濟日益融入世界經(jīng)濟，我國經(jīng)濟的“綠色化”進程進一步加快。從某種意義上說，WTO是以可持續(xù)發(fā)展為導向的經(jīng)濟形態(tài)。可持續(xù)發(fā)展是針對工業(yè)化造成的人與自然關系的嚴重失衡提出來的嶄新發(fā)展觀。WTO準則強調經(jīng)濟發(fā)展與資源合理開發(fā)和環(huán)境有效保護的協(xié)調，所以，有人把WTO之下的經(jīng)濟和貿易稱之為“綠色經(jīng)濟”和“綠色貿易”。而綠色經(jīng)濟和綠色貿易必將促使各國把環(huán)境問題與經(jīng)濟問題掛鉤，加強環(huán)境資源立法，把經(jīng)濟建立在可持續(xù)發(fā)展的基礎上。

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品的環(huán)保標準，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)保標志的產(chǎn)品。據(jù)美國*稱，目前環(huán)保產(chǎn)品和服務的市場規(guī)模已達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)保中的應用。

*章      X射線在各行業(yè)的廣泛應用  X射線在軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、科學及工農(nóng)業(yè)各方面有著廣泛的應用。如： （1）應用醫(yī)學診斷          因為X射線的波長很短，因此穿透本領很強。X光能穿過肌肉，但不能穿過骨頭。在醫(yī)學上可以用作人體的透視，檢查體內的病變和骨骼情況。  （2）窺探物質結構  透視復雜物體的內部結構 ，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，測量尺寸的復雜變化 ，測量密度變化。

隨著科技的進步，我們的生產(chǎn)和生活領域中出現(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，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進行規(guī)格控管，可以選擇微小面積以進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)品質量，并同時達到zui大限度的節(jié)約資源和能源的綠色環(huán)保要求。

在半導體器件行業(yè)中，X射線圖象增強器系統(tǒng)現(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)X射線實時檢測。尤其對于批量大，檢驗效率高的零部件是一種非常實用有效的檢測方法。它具有動態(tài)觀察、形態(tài)真實、檢測效率高的特點。并可采用計算機圖象處理裝置對射線圖象進行處理，使檢驗靈敏度進一步提高。X射線線陣掃描成像系統(tǒng)是20世紀80年代開發(fā)的新的無損檢測成像技術。它以半導體技術、計算機數(shù)字成像技 術為基礎，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用領域得到廣泛應用。所以XRF在半導體行業(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，導致嚴重的環(huán)境污染。為了保護我們綠色的家園，就必須對有毒有害物質進行控制和管理，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進行管控。  2006年7月歐盟實施的RoHS指令（在電子電氣設備中限制使用某些有害物質的指令）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以及遠程通訊機器、民生用機器、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、休閑以及運動器具、醫(yī)療用設備（不包括所有的移植產(chǎn)品以及受感染的產(chǎn)品）、監(jiān)視以及控制機器（豁免）。RoHS指令中所控制的有害物質：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生產(chǎn)、銷售、進口的電子信息產(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：電子雷達產(chǎn)品、電子通信產(chǎn)品、廣播電視產(chǎn)品、計算機產(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：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）。

  術為基礎，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用領域得到廣泛應用。所以XRF在半導體行業(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，導致嚴重的環(huán)境污染。為了保護我們綠色的家園，就必須對有毒有害物質進行控制和管理，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進行管控。  2006年7月歐盟實施的RoHS指令（在電子電氣設備中限制使用某些有害物質的指令）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以及遠程通訊機器、民生用機器、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、休閑以及運動器具、醫(yī)療用設備（不包括所有的移植產(chǎn)品以及受感染的產(chǎn)品）、監(jiān)視以及控制機器（豁免）。RoHS指令中所控制的有害物質：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生產(chǎn)、銷售、進口的電子信息產(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：電子雷達產(chǎn)品、電子通信產(chǎn)品、廣播電視產(chǎn)品、計算機產(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：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月挪威實施的PoHS禁令——《消費性產(chǎn)品中禁用特定有害物質》適用于投放入挪威市場的幾乎所有消費品(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)療設備和香煙，以及運輸工具、運輸工具上的固定裝置、輪胎和類似運輸工具配件。PoHS禁令建議限制18種物質，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種物質禁止使用。其中  受限物質就包括: As（砷及其化合物 ）、Pb（鉛及其化合物 ）、Cd（鎘及其化合物 ）。

2004年10月中國實施的國家強制性標準GB 6675-2003《國家玩具安全技術規(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）對玩具的化學安全性進行了規(guī)定。基本的化學安全性包括：玩具中含67／548／EEC指令所稱的危險物質或配置品的含量不得影響到使用玩具的兒童的健康。EN71測試項目包含可溶性八項重金屬（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《關于持久性有機污染物（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標準中規(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際行動推動積極的改變，保護地球環(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準來對各有害物質進行控制和檢測。  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的分析方法也有了長足的進步，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行測試，例如EDXRF。IEC 62321和SJ/T 11365其中就有利用X射線的XRF設備來對電子電氣設備及電子信息產(chǎn)品中的有害元素進行管控的具體方法和要求。

當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、橡膠此類材質的有機高分子合成材料廣泛應用于電子信息各行業(yè)， 例如：各種電子電器設備的外殼，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，EDXRF與ICP或其它的定量方法所得結果并無大的差異。對于非均一材質（有鍍層）的情況，若ICP先期也未做過樣品的均一處理，其結果的可信度也要大打折扣。ICP相對于EDXRF來說，耗時長，需復雜的樣品前處理，另外還需要操作人員具有一定的化學基礎，無法適應大部分生產(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，及時地增加相應的測量條件與其對應，使此設備可以長期的活躍在元素分析行業(yè)的前列。再加上其有強大軟件運算功能的EDXRF儀器，即使是非均一材質（有鍍層）的樣品，通過軟件設置的特定條件，也可對鍍層中的重金屬元素進行檢測和管控。

總     結    

對于現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的綠色要求來講，X射線在各個領域都發(fā)揮了令人不容小覷的作用。  當今環(huán)境問題已令世人注目，其中化學物質污染zui為嚴峻。解決環(huán)境問題的根本和源頭還是要從科學和技術自身做起。因此綠色科技、綠色化學應運而生。與大規(guī)模的化學工業(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)展綠色分析化學主要集中在減少和取消有害物質的使用和產(chǎn)生上，可以通過以下途徑來進行：1.減少有害物質的使用和產(chǎn)生；2.取消有害物質的使用和產(chǎn)生（如采用物理測試技術,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）因此作為化學工作者，研究發(fā)展無污染的(或稱“綠色”的)分析技術和實現(xiàn)“*”的分析流程是義不容辭的責任，也是未來分析技術與方法的重要研究方向。

筆者認為在制定物料分析方案時盡可能無污染的“綠色”分析技術 (如EDXRF等技術)，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)保理念的實行起到了的推動和示范作用。  利用EDXRF設備控制產(chǎn)品質量已經(jīng)在當今電子產(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。