RoHS2.0檢測(cè)設(shè)備:XRF與GC-MS的技術(shù)協(xié)同
RoHS2.0檢測(cè)設(shè)備是用于電子電氣產(chǎn)品中有害物質(zhì)含量分析的專用儀器系統(tǒng),其檢測(cè)對(duì)象覆蓋了歐盟RoHS2.0指令(EU 2015/863)所規(guī)定的十項(xiàng)受限物質(zhì)——包括鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯、多溴二苯醚以及四種鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)(DEHP、BBP、DBP、DIBP)。RoHS2.0檢測(cè)通常需要X射線熒光光譜儀(XRF)與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)兩類設(shè)備協(xié)同完成。
XRF技術(shù)原理與應(yīng)用
XRF檢測(cè)設(shè)備基于能量色散X射線熒光光譜(ED-XRF)技術(shù)。其工作原理如下:高壓電源驅(qū)動(dòng)X光管產(chǎn)生高能原級(jí)X射線,照射樣品后激發(fā)樣品原子內(nèi)層電子躍遷,外層電子填補(bǔ)內(nèi)層空位時(shí)釋放出特征X射線熒光。每種元素釋放的特征X射線能量各不相同,高分辨率探測(cè)器(通常為硅漂移探測(cè)器SDD或電制冷Si-Pin探測(cè)器)捕獲熒光信號(hào)后,經(jīng)多道分析器轉(zhuǎn)換為能譜圖。系統(tǒng)通過(guò)特征峰位置識(shí)別元素種類,峰強(qiáng)度與元素濃度成正比,結(jié)合內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)曲線實(shí)現(xiàn)定量分析。XRF技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需復(fù)雜的樣品前處理,可在數(shù)十秒內(nèi)完成多種有害元素的同步檢測(cè)。XRF檢測(cè)設(shè)備適用于電子電器、金屬加工、塑膠制品、玩具與日用品等行業(yè)的有害物質(zhì)篩查。
GC-MS技術(shù)原理與應(yīng)用
對(duì)于RoHS2.0指令新增的四種鄰苯二甲酸酯類物質(zhì),XRF技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè),需借助氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)完成。GC-MS集氣相色譜的分離功能與質(zhì)譜的檢測(cè)功能于一體。其工作原理為:自動(dòng)進(jìn)樣器將樣品注入氣相色譜系統(tǒng),樣品在高溫下氣化并被載氣帶入色譜柱,各組分因在固定相與流動(dòng)相之間的分配系數(shù)差異實(shí)現(xiàn)分離。分離后的單一組分進(jìn)入質(zhì)譜離子源,經(jīng)電離形成帶電離子,在質(zhì)量分析器中按質(zhì)荷比(m/z)分離,最終由檢測(cè)器記錄信號(hào)。通過(guò)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)與保留時(shí)間,可對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行定性與定量分析。GC-MS在RoHS2.0檢測(cè)中主要針對(duì)增塑劑(DBP、BBP、DEHP、DIBP)以及阻燃劑(多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚)等有機(jī)物的檢測(cè)。
設(shè)備選型與檢測(cè)策略
完整的RoHS2.0檢測(cè)方案通常采用XRF作為快速篩選工具、GC-MS作為確證分析手段的分層策略。XRF設(shè)備可在極短時(shí)間內(nèi)完成金屬元素和鹵素元素的篩查,檢出限通常可達(dá)ppm級(jí)別。對(duì)于XRF篩查中疑似超標(biāo)的樣品或鄰苯二甲酸酯類物質(zhì),則需通過(guò)GC-MS進(jìn)行精確定量分析。部分新型檢測(cè)設(shè)備采用熱裂解脫附技術(shù)結(jié)合氣相色譜,可在無(wú)需化學(xué)前處理的條件下完成鄰苯二甲酸酯的快速篩查。