Pomiar i Analiza Powłok za Pomocą XRF: Podstawy

Spektrometry XRF Bowman wykorzystują technologię fluorescencji rentgenowskiej do określania grubości i składu powłok galwanicznych z wyjątkową dokładnością. Pomiar odbywa się poprzez poddanie precyzyjnie zdefiniowanej powierzchni badanej próbki na promieniowanie rentgenowskie. Powoduje to emisję promieniowania rentgenowskiego (fluorescencję) zarówno z powłoki, jak i substratu, która jest wykrywana za pomocą wysoce precyzyjnego detektora dyspersji energii.

Rozdzielczość energii, efektywność detekcji i odporność są trzema czynnikami w stosunku do detektorów. Rozdzielczość energii to zdolność do oddzielania dwóch fotonów o niewielkiej różnicy energii. Efektywność detekcji odnosi się do wydajności dokumentacji promieniowania rentgenowskiego. Wszystkie systemy XRF Bowman wykorzystują zaawansowaną technologię detektora półprzewodnikowego - krzemowy detektor PIN-Diode lub Detektor Domieszkowany Krzemem (SDD).

Oprogramowanie

Po wygenerowaniu danych XRF z próbki program przetwarza intensywność promieniowania rentgenowskiego na grubość lub kompozycję. Oprogramowanie składa się z dwóch komponentów: przetwarzania widma i analizy ilościowej.

• Przetwarzanie widma wykorzystuje kalibrację energii, stabilizację widma, identyfikację pików, korekcję czasu martwego, sumaryczną korektę pików, korekcję piku ucieczki, korektę nakładania i usuwanie tła w celu ekstrakcji intensywności promieniowania rentgenowskiego z widma.
• Analiza ilościowa oblicza grubość i kompozycję na podstawie intensywności XRF. Ze względu na efekt matrycowy związek pomiędzy intensywnością, a grubością / składem jest dosyć złożony. Efekt matrycy jest efektem między pierwiastkowym lub międzywarstwowym. Fluorescencyjne promieniowanie rentgenowskie z jednego pierwiastka może zostać zaabsorbowane - lub wzmocnione - przez inne pierwiastki występujące w próbce. Dlatego zależność składu / grubości od fluorescencyjnych natężeń promieniowania rentgenowskiego jednego pierwiastka zależy od innych pierwiastków, które są obecne w materiale.

Wykonywanie analizy ilościowej

Istnieją dwa sposoby przeprowadzania analizy ilościowej. Metody empiryczne, takie jak współczynniki interferencji, współczynniki alfa i inne, przybliżają efekty matrycy z funkcją wielomianową. Metody te wymagają stosowania wielu kalibracji w wąskim zakresie. Zaletą jest to, że metody te nie wymagają skomplikowanych obliczeń i są łatwe do zrozumienia i wdrożenia.

Metoda Parametrów Fundamentalnych (FP) koryguje efekt matrycy za pomocą obliczeń teoretycznych. Obliczenia są oparte na prawach fizyki i podstawowych parametrach fizycznych. Teoretycznie FP nie wymaga kalibracji i funkcji w rozszerzonym zakresie. Kalibracja jest nadal potrzebna, aby zminimalizować błędy parametrów fizycznych i niepewności systemu. Algorytm dla FP został opublikowany w 1970, a różnice między różnymi systemami oprogramowania FP nie są znaczące. FP jest bardziej skomplikowany niż kalibracja empiryczna i wymaga większej mocy obliczeniowej.

Bowman stosuje metody empiryczne i Parametrów Fundamentalnych (FP) na swojej platformie oprogramowania XRF.

Rola spektrometrów XRF w obróbce metalu i ich ostatecznym wykończeniu

Pomiar grubości powłoki XRF jest konieczny dla branży wykańczania metali wartej 10 miliardów dolarów. Jest to również narzędzie technologiczne, które umożliwia kontrakturom powłok, których marże zawsze są pod presją, dostarczanie wysokiej jakości powłok przy najniższych kosztach, wiedząc, że unikają ryzyka wytworzenia poniżej specyfikacji i kosztu marnowania cennego materiału.

Analizatory XRF Bowman zapewniają bezkontaktowy pomiar grubości powłoki dla każdego pierwiastka i stopu, od aluminium po uran. Nasze przyrządy są standardem przemysłowym dla bardzo cienkich wielowarstwowych powłok wielostopowych na małych częściach i skomplikowanych kształtach.

Analiza Pierwiastkowa

W przypadku stosowania warstw czystych metali lub stopów w celu poprawy właściwości produktu, ważne jest dokładne określenie zarówno grubości powłoki, jak i pierwiastków w próbce.

Zastosowania analizy pierwiastkowej

• Analiza materiałów powłok i ich stopów
• Towary w trakcie kontroli
• Kontrola procesu produkcyjnego
• Śladowa analiza zanieczyszczeń
• Materiały - Badania i rozwój
• Skład powłoki i analiza grubości elementów elektronicznych i złączy
• Analiza wykończeń PCB, np. powłok stopów złota i palladu ≤ 0.1μm i powłok niklowych
• Analiza importowanego złota (i innych metali szlachetnych), biżuterii i zegarków

Systemy XRF Bowman integrują pomiar grubości powłoki i analizę pierwiastkową w jednym pakiecie, usprawniając proces kontroli jakości.

Analiza Roztworów

Zarządzanie składem kąpieli galwanicznej, w tym zarówno głównymi pierwiastkami, jak i śladowymi składnikami i dodatkami, ma kluczowe znaczenie dla kontroli jakości i kontroli kosztów.

Technologia XRF Bowman zapewnia wysoce precyzyjny, nieniszczący, szybki i przyjazny dla użytkownika sposób analizy zawartości metalicznej roztworów galwanicznych.