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X射线衍射仪|X射线荧光分析仪测量镀层厚度

时间:2021年10月19日 来源:巴斯德仪器:400-178-1913

近年来,汽车工业发展迅速,电力行业也备受关注。汽车零部件作为支撑汽车产业快速稳定发展的基础,发展我国汽车零部件产业具有重大意义,而电镀技术是汽车零部件质量品质保证的常用技术。

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电力行业中高压隔离开关应用范围相当的广泛,主要用于高压线路无负载换接、断路器等电气设备与高压线路之间的电气隔离,其镀层厚度会极大的影响开关导电性和使用寿命。因此,对相关部件表面镀层厚度的测量就显得尤为必要。

通常在汽车零部件表面进行电镀处理,以提高汽车部件材料长期运行的可靠性、稳定性和耐蚀性。但是,如果电镀层太厚,增加成本;太薄无法达到产品应用质量要求。因此,对电镀层厚度的控制尤为重要。

奥林巴斯光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器,由棱镜或衍射光栅等构成,利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光),但若通过光谱仪将阳光分解,按波长排列,可见光只占光谱中很小的范围,其余都是肉眼无法分辨的光谱,如红外线、微波、紫外线、X射线等等。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影,或电脑化自动显示数值仪器显示和分析,从而测知物品中含有何种元素。这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。

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  一台典型的光谱仪主要由一个光学平台和一个检测系统组成。包括以下几个主要部分:

  1. 入射狭缝:在入射光的照射下形成光谱仪成像系统的物点。

  2. 准直元件:使狭缝发出的光线变为平行光。该准直元件可以是一独立的透镜、反射镜、或直接集成在色散元件上,如凹面光栅光谱仪中的凹面光栅。

  3. 色散元件:通常采用光栅,使光信号在空间上按波长分散成为多条光束。

  4. 聚焦元件:聚焦色散后的光束,使其在焦平面上形成一系列入射狭缝的像,其中每一像点对应于一特定波长。

  5. 探测器阵列:放置于焦平面,用于测量各波长像点的光强度。该探测器阵列可以是CCD阵列或其它种类的光探测器阵列。

氧化锆是汽车行业常用的一种保护膜,利用奥林巴斯元素分析仪滤膜模式分析铁基上镀氧化锆涂层的厚度,各个数据点线性相关性非常好,几乎在同一条直线上。优化后检测的数据如下表,其测试结果与标准值相对误差小于3%。

对于像高压隔离开关常年暴露在大气环境条件下使用的设备,通常在表面电镀一层银以保持开关良好的导电性,而电镀银的厚度对开关使用寿命影响巨大。

便携式光谱仪的精密度与仪器的灵敏度关联度非常高,一般情况高灵敏度仪器精密度也高,比如一条谱线实际光强为10lm,假设探测器灵敏则转化为1000µA,探测器不灵敏则可能为100µA,示值就有10倍的差距,就像用米尺去测工件,误差在毫米以上。当然还有数值处理方法和人为因素,在这里不讨论。那么灵敏度与哪些因素有关呢?本文归纳以下几点:

  (1)光源的特性,其中包括光源能量、频率特性、单火花脉冲能量、放电波形等,因此良好的光源一定是千百次对不同材料试验调整的结果;

  (2)光栅的衍射效率,光栅的制造最大的特点是个体的差异性很大,少见两块衍射曲线完全一样的光栅,这是光栅的制造工艺决定的。高的衍射效率有效信号损失的就小,才能将更真实的信号呈现在探测器接收面;

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  (3)探测器的性能,一个灵敏且稳定的探测器是对信号强度真实反映的必备条件。

  (4)软件数学模型,一个真实信号不仅仅是剔除背景,而是瞬态和趋势的即时展现,尤其大数据高速采样,已经突现软件建模的数值计算技巧和深奥数理结合的重要性。

利用奥林巴斯元素分析仪的测厚模式,分析一系列铜镀银样品,所得结果如下表。各个数据点相关系数为0.996,线性相关性非常好。当银厚度为1-30 µm 范围内,测量值与标称值平均误差为0.6 µm, 30-60 µm 范围内平均误差为 1.3 µm,相对误差小于4%,在可接受范围以内,测厚范围可达1-60 µm。

目前,奥林巴斯VANTATM手持式光谱分析仪(HHXRF)的镀层模式能够分析多层镀层材料,基体可以是任何类型的材料,不局限于金属。因此,在汽车制造、航空航天、电力等行业薄膜厚度测定具有巨大的应用前景。

新型Vanta系列仪器性能改进:坚固耐用,多产

  • 仪器配备SD存储卡
  • 可使用WI-FI,蓝牙(Bluetooth)适配器进行数据传输
  • 可使用USB闪存盘进行方便快速的数据传输
  • Axon技术提高分析结果的性
  • IP 65/64—防尘防水
  • 坠落测试(MIL-STD-810G)
  • 探测器快门闸保护及聚酰亚胺网眼保护

奥林巴斯手持式X射线荧光分析仪可对包括镁和铀在内的很多元素进行快速无损分析,可检测出的含量从百万分率到100%。分析仪在检测速度、检出限及可检元素的范围方面具有性能。这款分析仪的外壳符合工业设计标准,极为坚固耐用,可以在恶劣的环境中正常工作。

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巴斯德仪器作为全球知名分析仪器制造商奥林巴斯的战略合作伙伴,构建了强大的技术服务团队、完善的销售网络、广泛的市场覆盖面。分别在北京、上海、广东、浙江、山东、西南、华中、华北、西北等地设有办事处在相关的光谱分析仪广泛的,设计和服务与应用于:文博考古、地质勘探、地调风控、海洋勘探、石油石化、锅炉压力容器、钢厂、冶金、金属材料、飞机制造、再生资源金属、 水泥固废、工业固废、三元材料、三元催化、玻璃回收、ROHS检测、公安刑侦、物证鉴定等各个领域。旨在为大学、科研院所、航天、航空、船舶、兵器、核工业、电子、机械、冶金、电力、石化、 地质、环保等行业数以万计的中国用户提供高品质的OLYMPUS(奥林巴斯)XRF/XRD产品和专业的技术服务。

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