用带MLplus的S8 TIGER和WDXRF测定层厚和成分

今天,大多数复杂的材料必须涂上另一种材料来增强材料的欧洲杯足球竞彩外观或性能。这些涂层可以是保护涂层或钝化涂层。

前者用于消除玻璃或发动机部件的劣化,而后者则用于防止腐蚀。

在许多行业中,由于多种原因,确定材料的层厚是很重要的。欧洲杯足球竞彩在应用中,涂层材料需要赋予额外的特性,那么必须确保涂层足够厚,但不应该厚到改变材料的基本特性。

在其他应用中,涂层是昂贵的。例如,珠宝制造商使用贵金属镀板材料必须确保执行尽可能节约成本提高效率,同时他们应该能够估计贵金属电镀过程中利用的比例正常价格。欧洲杯足球竞彩

虽然可以使用不同的技术来测量基片上的层的组成和厚度,但大多数技术都是破坏性的,例如切割截面,用TEM、SEM或重量/湿化学方法检查它们。

x射线荧光光谱(XRF)提供了一种简单而无损的方法来测量特定衬底上的一层厚度。在这种方法中,当x射线束通过一种材料时,该材料将对该束产生增强或吸收的影响。

如果已知中间材料的组成,则会有助于确定和计算它在X射线辐射束上的效果。所有计算和测量都基于称为基本参数(FP)的复杂数学过程。

软件毫升+

毫升+是否有用户友好的软件用于检测多层或薄层样品S8 Tiger WDXRF系统。在不同类型的应用,如油漆,涂层,表面工程,氧化,硅片,和腐蚀产品的分析,ML+软件可以用来调节多层和单个系统的层组成和厚度,用于生产控制或研究目的。计算模型的选择是多层分析的重要组成部分。因此,有两种模式:

  • 吸收模型——在该模型中,量化来自单个元素的荧光线,表示被分析层以下的材料,并建立其吸收。
  • 发射模型-在这个模型中,来自单个元素的强大荧光线的强度表示该层被用来测量该层的厚度。
  • 优化总和-该模型可用于包含多个元素的层。

在所有情况下,ML+软件是基于完整的基本参数(FP)计算和S8 TIGER内置的无标准软件QUANT-EXPRESS可以用于所有评估。这有助于确定层的组成和厚度,而不必执行事先校准和搜索昂贵的标准。

扩大了光谱的可能性+,毫升+是一个可选的软件模块,旨在研究单层和多层的样本。它能够测量来自多个原子层的多层样品中的层组合物和厚度,高达μm或mm范围。它不是软件功能,但在层数和批量中存在的元素可以确定图层的数量。

ML使用完整的FP方法+软件在ML中测量成分和厚度+软件是基于光谱+标准校准 - 无需任何特定的多层标准。

使用ML中提供的“交互模式”+软件,用户可以表征样品的结构,例如存在哪个元件,其中层,组合/厚度等的通常值,并建立给定测量的最佳元素线。一旦成功设置了交互式评估,可以轻松记录参数以进行类似样本的自动评估。

验证排放模型的选择

单击“图层”选项卡,然后“Absorption Bar”按钮将显示吸收窗口,其中包含各个线路,质量吸收系数μ的层所采取的能量数量,以及D90%这层的每条线的极限厚度(90%吸收路径)。用户随后可以将其与图层的厚度进行比较,看看它们是否在精度限制内(小于3 d90%用吸收法测定,小于d90%通过发射的确定)。

Zn - KA1/ML的强度取决于镀层的厚度:软件测量d90%大约为70.7µm。软件能够计算出3µm层厚度下1%的传输值,即该层吸收了Zn LA1信号(图1- 5)。

对于12µm的值,软件计算出Zn KA1/ML线的传输值约为57%。

图1。对于12µm的值,软件计算出Zn KA1/ML线的传输值约为57%。

修改为3µm,传输值为87%。

图2。修改为3µm,传输值为87%。

Zn KA1/ML的发射量可以用来计算镀层的厚度。

图3。Zn KA1/ML的发射量可以用来计算镀层的厚度。

看看Zn la1 / ml线。Zn11的能量远低于Zn Ka1的能量:•e(zn la1)= 1.0kev•e(zn ka1)= 8.6kev

图4。看看Zn la1 / ml线。Zn La1的能量远低于Zn Ka1的能量:
•E(Zn LA1) = 1.0keV
•E(Zn KA1) = 8.6keV

软件提供的d90%的值约为2.14µm。对于厚度大于2µm的层,不能用Zn LA1/ML线计算层厚。

图5。该软件提供了D的值90%约为2.14µm。对于厚度大于2µm的层,不能用Zn LA1/ML线计算层厚。

申请详情

ML的精度+用一定的模拟模型样本对软件进行了测试:

  • 有有机层的铝基板
  • 铜基与铝层
  • 钛基材与铝层

并对铝制饮料罐的实际样品进行了测试。要做到这一点,罐头应该涂上一层有机聚合物,以防止它与将要包含的饮料相接触。很多碳酸饮料的pH值都很低。如此低的pH值可以在短时间内腐蚀金属罐,在饮料中留下一些金属或导致金属罐完全失效。

钛和铜基体与铝层

  • 层:铝箔
  • 衬底:纯铜或纯钛

在测量之前,使用游标测量铝箔的厚度,并被发现为10.6μm。初始样品包括铝箔片,其中纯铜或纯钛基材。进一步的样品包括更多的铝板,最多六片。

有有机层的铝基板

  • 层数:2.5µm聚酯薄膜
  • 基质:纯铝

就像金属层样的构建方式一样,纯铝(最多六层)加入MYLAR层来模拟金属基板上的有机层。

铝饮料罐

为了发现罐头内部有机保护层的厚度,研究人员对三种用于装碳酸软饮料的罐头进行了详细检查。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,利用Bruker仪器对该有机层的组成进行了分析。在所有的实验中,我们都用一张干湿交替的纸来擦拭每一种金属的第二部分,去除有机层,结果表明,有机层的厚度确实有变化。

测量条件

利用无标尺Quant-Express封装中包括的全分析测量技术,在真空下,在S8虎(4kW)仪器上确定所有样品。鉴于大多数样本将提供非常高的信号强度,选择完整的分析技术,因为启用了自动电流减少以控制检测器的饱和度。

结果

钛基材与铝层

建立了一个包含铝层和钛基的模型。利用Ti-Kβ线,选择吸光度模型来建立铝的厚度。这归因于Ti-Kα的极高计数率。该重复样品的量化层厚值如表1所示。计算值与ML的预测值有很好的一致性+软件

表1。对模拟样品中钛基上的铝层厚度进行了计算。

不。层 Calc。厚度(μm) Ti-Kα强度(KCPS) Ti-Kβ强度(kcps)
1 10.4 1164.3 206.19
2 20.1 384.3 84.82
3. 29.6 131.2 35.69
4. 39.0 45.4 15.07
5. 47.8 15.9 6.99
6. 57.4 5.7 3.05

铜基与铝层

铝层和铜基材用于建立模型。这里,吸收模型再次用于建立铝厚度。此外,由于针对Cu-Kα看到的高信号强度(表2),再次使用Cu-Kβ线路吸收。

表2。计算的厚度随铜基上铝箔层数的增加而增加。实验结果与每层铝箔10.6µm的期望值吻合较好

不。层 Calc。厚度(μm) Cu-Kα强度(kcps) Cu-Kβ强度(kcps)
1 10.9 18134.15 2895.98
2 20.2 14025.61 2460.93
3. 30.4 10775.20 2061.32
4. 40.1 8541.27 1751.70
5. 50.0 6810.24 1479.44
6. 60.1 5426.13 1235.79.

有有机层的铝基板

有机质层(C10H8O4,密度1.39 gcm-1)和铝基板建立模型。用Al-Kα信号的吸光度来计算有机层的厚度。2.5µm为每一层MYLAR的不显著厚度。即使在有机材料的情况下,很好的一致性被看到之间的计算值和欧洲杯足球竞彩预测值从ML+(表3)。

表3。计算的厚度随铜基上铝箔层数的增加而增加。实验结果与每层铝箔10.6µm的期望值吻合较好

不。层 Calc。厚度(μm) 预期厚度(µm) Al-Kα强度(kcps)
1 2.88 2.5 1889.19
2 5.23 5.0 1130.56
3. 7.63 7.5 670.56
4. 10.10 10.0 371.55
5. 13.00 12.5 207.97
6. 15.20 15.0 129.62

铝饮料罐

使用相同的测量技术来检查铝饮料罐的三种情况(表4)。对于铝基衬底,用有机层构建模型。使用FTIR技术,发现该模型的化妆是一种含有少量其他聚合物的环氧型树脂。在所有情况下,在FTIR光谱中测定有机层在所有情况下为约4μm厚。表4显示了结果。

表4。以铝饮料罐为例,观察了计算的厚度

样本名称 可以输入 Calc。厚度(μm)
绿色 非碳酸,果汁饮料 3.86
Green_Cleaned 非碳酸,果汁饮料 0.75
红色的 可乐型饮料 2.93
Red_Cleaned 可乐型饮料 0.78
黑色的 碳酸,能量饮料 3.69
Black_Cleaned 碳酸,能量饮料 0.77

结论

使用XRF和ML的组合+,可以用一种简单和无损的方式确定衬底上的一层厚度。考虑到上面描述的模型样本,如果针对样本类型建立合适的模型,就有可能达到很好的精度。

ML的主要优点+软件是复制多层系统评估的最优评估路径,一切都没有任何度量。精度高S8老虎该仪器结合其对低能量辐射提高的灵敏度,使其能够使用L线进行评估目的,使多层和极薄层的分析成为可能。

这些信息已采购,审查和调整Bruker Axs Inc.提供的材料。欧洲杯足球竞彩

欲了解更多信息,请访问力量中心——AXS Inc .)

引用

请在你的文章、论文或报告中使用下列格式之一来引用这篇文章:

  • 美国心理学协会

    力量中心——AXS Inc . .(2021年3月05)。用带MLplus的S8 TIGER和WDXRF测定层厚和成分。AZoM。2021年6月29日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=12953获取。

  • MLA.

    Bruker Axs Inc ..“通过与MLPLUS的S8老虎的WDXRF测定层厚度和组成。AZoM.2021年6月29日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=12953 >。

  • 芝加哥

    Bruker Axs Inc ..“通过与MLPLUS的S8老虎的WDXRF测定层厚度和组成。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=12953。(访问2021年6月29日)。

  • 哈佛大学

    Bruker Axs Inc .. 2021。用带MLplus的S8 TIGER和WDXRF测定层厚和成分.Azom在2021年6月29日浏览,//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=12953。

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