用于过程控制的X射线荧光分析

x射线荧光(XRF)是一种探测材料元素组成的技术。在这次采访中，来自EDAX的Bruce Scruggs向AZoM介绍了XLNCE SMX产品线及其在过程控制环境中执行XRF测量的能力。

请给我们的读者一个关于EDAX过程计量产品的概述。

EDAX提供各种XRF过程计量工具，称为XLNCE SMX系列，可围绕各种材料处理系统进行配置。具体而言，EDAX提供一种在线工具（SMX-ILH），该工具可围绕面板输送机或线轴基板构建。在大气条件下运行的SMX-ILH也可以配置为手动或隔离输送机加载的在线工具。还有一种原位工具（SMX-ISI），可以内置在真空室中。现场工具通过EDAX安装在真空室内的一个或多个X射线透明窗口测量产品。最后，EDAX可以提供SMX产品（SMX-BEN）的台式版本，该产品使用与过程计量工具相同的测量头。SMX-BEN可用于为过程计量工具提供实验室支持，也可用于形状不规则产品的过程测量，因为台式系统使用与SMX在线和现场产品相同的软件和测量报告方法。

XLNCE SMX生产线在过程计量中扮演什么角色?

XLNCE SMX产品线的灵活设计允许完全集成到工艺中，从而能够实时分析成分和厚度。这对控制生产至关重要。SMX测量可用于整个产品区域的工艺启动指导、产量管理、质量和涂层均匀性。

SMX的内联版本有两个额外的功能，扩展了这些系统在过程计量中的作用。SMX-ILH采用了一种专利的隔热罩，可以将实时XRF数据从热基板上取下，最高可达300°C，减少面板停留时间，提高工艺吞吐量。

它还有一个专门的测量高度调整功能，通过调节大面板常见的弯曲、翘曲和平面偏差来提高测量质量，特别是在更高的温度下。

什么样的材料和层垛可以测量欧洲杯足球竞彩?

SMX产品使用X射线荧光测量涂层厚度和成分。因此，SMX系统可以测量由Na和更重元素组成的层和层堆，包括包含这些元素的化合物。所谓化合物，我指的是金属氧化物、氮化物、碳化物或其他化合物，只要有一种元素可以通过XRF检测到。

当然，x射线物理学规定了可以根据观测信号的能量来测量的最小和最大厚度。典型的发射信号场景如下图所示:

在这张图中，我们看到的是单层薄膜I (f，层)的信号强度与由同一层材料I(∞，层)组成的“大块”材料的信号强度的比例。当单层接近“无限”厚度时，强度比渐近为1。相对于x射线发射信号，这一层看起来就像大块物质。高能x射线线能够穿过较厚的层，而较弱的x射线线只能穿过较薄的层。

XRF可用于测量纳米范围至100微米以上的层。请记住，任何情况下的细节都是由测量的元素信号和涉及的X射线物理决定的。

SMX产品线也测量单层和多层堆叠，基于前面描述的相同X射线物理。您只需要定义整个层结构，即哪些元素位于顶层，哪些元素位于第二层，等等，一直到基板。我们使用这个基本结构信息来模拟层堆栈中涉及的x射线物理。

SMX XRF系统非常适合测量金属和金属氧化物层，如电触点、光伏器件和其他保护性、功能性或装饰性涂层。在化学计量学已知的情况下，我们甚至使用SMX系统来测量复杂金属钎焊配方的组成。

要测量的材料可以是网状、连续片状或单个样品，如太阳能电池板。

XLNCE SMX-BEN是无损应用的最佳选择。为什么？

XLNCE SMX系列产品使用低功率50w x射线管激发x射线荧光信号。低功率激发能无破坏性，无需与样品接触。样品可以“原样”测量，无需破坏性样品制备。

EDAX如何处理与工厂的集成?

集成级别和集成接口通常由客户指定，EDAX与客户合作以实现所需的集成级别。集成包括测量设备的物理集成和集成到工厂网络中的通信。2020欧洲杯下注官网

大气在线系统是建立在材料输送系统的刚性或柔性产品基材，例如玻璃板或柔性，铝或聚合物卷绕板。在线系统也可以设置离线与手动加载系统或隔离输送机。真空原位系统可以水平安装或垂直安装到沉积室中。

XLNCE SMX生产线使用可编程逻辑控制器(PLC)和/或开放平台通信(OPC)服务器与工厂的传输系统进行通信。测量数据本身以SQL数据库格式在本地进行归档。然而，对于实时过程控制，这些数据被上传到工厂的MES(制造执行系统)，MES和生产主管根据XRF数据做出任何必要的过程调整。

XLNCE SMX-ILH对哪些专门的应用领域有巨大的好处?

XLNCE SMX-ILH测量的强度用于测量大块材料的成分或涉及无机元素（如金属氧化物、碳化物和氮化物）的金属层或化合物层的成分和厚度。SMX-ILH可以为使用这些类欧洲杯足球竞彩型材料的任何产品带来巨大的好处。

SMX系统已被用于测量CIGS和硒掺杂太阳能电池板和柔性网基板上的光伏;生物医用合金防腐涂层;电触点;镍磷(又称化学镍)镀层;铝的功能涂层;钢合金的抗磨防腐涂层;热障涂层和导热氧化物涂层。

使用XLNCE SMX产品线测量有机层是否有任何选择？

这是有可能的。最近，EDAX举办了一次网络研讨会，讨论了硅晶片和镍基片上铝金属涂层的测量。我没有直接测量铝信号，因为在大气测量系统中信号很弱，而是测量了更强的基底信号，因为它被铝层吸收了。

铝层越厚，基底信号被吸收的越多。这种情况类似于上文对发射信号的讨论，但对于非常薄的涂层，吸收信号比约为1，对于厚涂层，吸收信号比的渐近线值为0。见下图：

考虑到有机层的总体组成，同样的吸收测量原理也可以应用于有机层厚度的测量。测量范围取决于衬底材料和被测衬底信号的x射线能量。

XLNCE-SMX生产线对未来的过程控制意味着什么?

EDAX不断创新和发展SMX产品线。在过程控制领域，我们总是希望使测量变得更快，因为过程控制领域的客户总是对这个特性感兴趣。更短的测量时间意味着更高的产品吞吐量和更好的测量精度，从而转化为更好的产品产量。

我们的读者可以去哪里了解更多？

更多资料请浏览:https://www.edax.com/products/x-ray-metrology

到x射线计量产品部分。另外，在新闻/活动部分查看我们的产品网络研讨会。你也可以随时给我们发电子邮件。

关于布鲁斯中锋

布鲁斯是EDAX公司的XRF产品经理。他拥有瓦尔帕莱索大学(Valparaiso University)的化学学士学位和麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的化学工程硕士和博士学位。

Bruce于1997年在EDAX开始研究基于实验室的小点XRF系统。在EDAX, Bruce参与了许多角色，包括产品管理;产品设计与开发;SW GUI设计;应用程序;客户，技术和服务支持。