La norme « DIN 51399-2 Essais de lubrifiants - Détermination de la teneur en éléments dans les additifs, l'usure et autres contaminants - Partie 2 : Spectrométrie de fluorescence X à dispersion de longueur d'onde (XRF) » développée par l'Institut allemand de normalisation (DIN) décrit une méthode d'essai pour déterminer la teneur en éléments des huiles lubrifiantes qui peuvent provenir de la teneur en additifs, de l'usure ou de substances étrangères. La spectrométrie de fluorescence X à dispersion de longueur d'onde (XRF) est utilisée dans ces tests.
La spectrométrie de fluorescence X à dispersion de longueur d'onde (WDXRF) est une technique non destructive. Elle est bien connue pour la détermination des composants inorganiques des échantillons. Cependant, les données spectrales de la région de diffusion des rayons X sont peu utilisées, bien qu'elles puissent fournir des informations sur les composants organiques et leurs interactions. La fluorescence X à dispersion de longueur d'onde est l'une des deux principales techniques d'instrumentation de fluorescence X utilisées pour l'analyse élémentaire. Dans les spectromètres WDXRF, tous les éléments de l'échantillon sont excités simultanément.
Différentes énergies du rayonnement caractéristique émis par l'échantillon sont diffractées dans différentes directions par un cristal d'analyse ou un monochromateur (similaire à l'effet d'un prisme dispersant la lumière visible de différentes couleurs dans différentes directions). En plaçant le détecteur à un angle spécifique, l’intensité des rayons X d’une longueur d’onde spécifique peut être mesurée. Les spectromètres séquentiels utilisent un détecteur qui se déplace sur un goniomètre sur une plage angulaire pour mesurer les intensités de nombreuses longueurs d'onde différentes. Les spectromètres simultanés sont équipés d'une série de systèmes de détection fixes, où chaque système mesure le rayonnement d'un élément particulier. Les principaux avantages des systèmes de fluorescence X à dispersion de longueur d’onde sont une résolution élevée et un chevauchement spectral minimal.
L'optique à rayons X peut être utilisée pour développer une instrumentation de fluorescence X à dispersion de longueur d'onde. Pour l'instrumentation XRF conventionnelle, les tailles de points focaux typiques sur la surface de l'échantillon varient de quelques centaines de micromètres à quelques millimètres de diamètre.
La spectroscopie dispersive en longueur d'onde fonctionne sur le principe de la diffraction. Lorsque les rayons X émis par l'échantillon entrent dans la spectroscopie dispersive en longueur d'onde, ils frappent un cristal avec certains paramètres de réseau cristallin. Cela provoque une diffraction (courbure) des rayons X, et la mesure dans laquelle les rayons X sont courbés dépend de leur énergie.
La spectroscopie dispersive en longueur d'onde est une technique complémentaire à la spectroscopie dispersive en énergie pour effectuer une analyse aux rayons X des matériaux afin de déterminer leur composition élémentaire. L'analyse élémentaire par spectroscopie dispersive en énergie présente plusieurs défauts, tels que des niveaux de fond élevés et une résolution énergétique relativement faible. Cela entraîne des limites de détection plus faibles et une incapacité à séparer les éléments avec des pics d’énergie similaires. La spectroscopie dispersive en longueur d’onde surmonte ces limitations. Sa résolution énergétique est bien supérieure, ce qui permet de séparer facilement les pics rapprochés, et ses niveaux de fond sont plus propres, de sorte que les limites de détection sont grandement améliorées par rapport à la spectroscopie dispersive en longueur d'onde seule. Cela améliore la quantification et l’identification des éléments.
La spectroscopie dispersive en longueur d'onde présente également une sensibilité beaucoup plus élevée aux éléments à faible numéro atomique, permettant une bien meilleure détection des éléments inférieurs. Par conséquent, cela offre une confiance beaucoup plus élevée dans l’identification des éléments détectés dans une analyse donnée.
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