在先进材料的应用中，性能往往取决于细微的差异。材料元素组成比例的轻微偏差，可能让产品特性大打折扣；结构或分布的不均匀，也可能导致性能失衡。这类挑战广泛存在于成分与工艺控制要求严苛的行业——先进陶瓷、功能涂层、新能源电池，莫不如此。对于企业而言，如何在有限时间内获得可靠的检测数据，已经成为研发与生产的共同痛点。既要快，又要准，还要贴近实际工艺条件。

在“粉体工业万里行”的本站行程中，我们走进了北京安科慧生科技有限公司（下文简称：安科慧生）。作为一家专注于X射线荧光光谱仪研发与应用的企业，安科慧生正在通过快速、无损、多元素的检测手段，帮助产业解决那些看似细微却至关重要的检测难题。

万里行团队与安科慧生教授级高工李桂兰老师合影

一、XRF：让元素成分“看得见”

X射线荧光（XRF）是指物质在X射线照射下，原子被激发后释放出的、具有特征能量的X射线。其能量与入射射线无关，只取决于元素原子壳层电子能级之间的差异，因此具有唯一性，就像元素的“指纹”，因此被称为该元素的特征X射线，也常称为X荧光或荧光X射线。X射线荧光光谱仪正是基于这一原理，通过采集并分析这些“指纹式”的特征X射线光谱及其强度，来确定材料的元素组成及其含量。

二、安科慧生的核心技术

1、全聚焦型双曲面弯晶

在传统XRF检测中，连续谱在样品上的散射会抬高背景，掩盖弱小特征峰，限制了微量元素的检出。为解决这一难题，安科慧生在光学系统中引入了全聚焦型双曲面弯晶。这种Johansson型双曲面弯晶可对光管射出的X射线进行单色化和高效聚焦：既过滤掉连续谱、降低背景干扰，又将光斑收缩到几十至数百微米，提高激发效率。由此显著改善了信噪比，提升了微量元素的检出能力。

代表产品：拥有90位机器人进样单元的MEGREZ-α

安科慧生双源单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪

2、全息基本参数法

在XRF的定量分析中，除了背景干扰，基体效应（不同元素间的吸收和增强作用）同样是导致结果偏差的主要原因。传统方法往往依赖大量标准样品来修正，但这不仅成本高，而且在复杂材料中仍难以保证准确性。为减轻这种依赖，研究者提出了 基本参数法：通过物理参数库和数学模型来刻画X射线从激发到探测的全过程，用计算去校正基体效应，并逐步替代标准曲线，从而实现“无标定量”的目标。然而，不同厂家的基本参数法水平差异较大，实际效果参差不齐。

安科慧生在成熟的基本参数库和理论公式基础上，结合大量XRF物理实验，自主开发出一系列先进数学模型，历经十余年推出了全息基本参数法（Holospec FP® 2.0），并于2019年实现商业化。Holospec FP® 2.0引入了完整的物理过程建模和全谱拟合，更精准地修正了基体效应与谱线重叠，减少对标样依赖，并在保证高效运算的同时，使主量与痕量元素的同步定量更为可靠。

全息基本参数法（Holospec FP®）软件页面

通过光学与算法的双重突破，安科慧生不仅解决了“看得见”的问题，更让结果“看得准”。

三、应用价值：从成分分析到面密度测试

1.成分分析：配方与质量的基础

在材料研发中，XRF能快速确认元素组成，为配方优化提供依据；在生产中，它能监控杂质水平，确保产品稳定性。无论是矿石、金属粉体，还是陶瓷原料、功能材料，成分检测都是不可或缺的一环。

应用场景：

矿石与冶金：快速判断铁矿、铝土矿、镁砂等原料的主量元素含量，指导选矿与配料。

陶瓷与粉体材料：监测杂质元素（如 Fe、Ti、Ca）的水平，避免影响烧结性能与最终性能。

新能源材料：在正极、负极及电解质材料开发中，XRF能用于追踪元素配比（如Ni/Co/Mn、P/Fe），辅助研发效率。

得益于高灵敏度光学设计和全息基本参数法，安科慧生的XRF仪器单次检测时间通常在30秒到15分钟之间。这种分钟级的效率，使其既能满足研发环节的精确分析，又能贴近生产线的实时把控。

2.涂布层面密度及厚度：工艺控制的关键

在功能涂层和新能源电池电极等应用中，涂布层的均匀性与面密度直接决定性能表现。以电池极片为例，面密度过高可能导致容量不均、循环寿命下降；过低则会造成能量密度不足。而在功能涂层中，面密度的波动会影响光学反射率、耐蚀性、耐磨性或绝缘性能，直接关系到产品稳定性。

XRF能通过荧光信号强度与基体吸收的关系，直接测定涂布层面密度，无需剥离、切片等破坏性操作，更快更直观，尤其适合生产环节的质量监控。与此同时，在一定条件下，面密度数据还能进一步换算成涂层厚度，为工艺优化和质量评价提供更多维度的参考。特别值得一提的是，安科慧生推出的带镜头的XRF产品，不仅能检测面密度，还能实现测试区域的可视化定位。通过镜头观察和软件标定，用户可以精准选择测量点，避免因样品表面不均或操作偏差带来的误差，让检测结果更加可靠。

相关产品：微区高灵敏度X射线荧光光谱仪

应用场景：

光学镀膜：检测反射膜、滤光膜厚度一致性，保证光学性能。

防腐/耐磨涂层：监控金属或陶瓷表面涂层的均匀性，提升使用寿命。

电子元器件涂层：如导电膜、绝缘膜，XRF可快速判断厚度与面密度是否达标。

新能源电池极片：正极/负极浆料的涂布面密度控制，保证能量密度与一致性。

小结：

在先进材料竞争愈发激烈的今天，看得清、看得准、看得快，正在成为企业质量与研发的硬核竞争力。而安科慧生，正是在这条路上，为产业提供值得信赖的解决方案。

粉体工业万里行