Hogyan válasszuk ki a megfelelő XRF konfigurációt az elektronikai bevonatok méréséhez?
Az XRF-elemzők számos különböző konfigurációval kerülnek gyártásra, ezzel opciók szinte végtelen tárházát létrehozva a felhasználók számára: detektor típus, optika típusa, automatizálás, kézi és asztali készülékek stb. Jelen cikkben az elektronikai bevonatok által állított, XRF mérésekre vonatkozó kihívásokkal foglalkozunk, ezen belül pedig igyekszünk megtalálni az erre szolgáló legjobb konfigurációt, mellyel gyors és megbízható méréseket végezhetünk gyártási környezetben is.
Az első döntés: kézi vagy asztali XRF?
Manapság a kézi és asztali készülékek egyaránt képesek 0,001 – 50 μm rétegvastagságú fémes bevonatok mérésére szinte bármilyen típusú alapanyagon. A két konfiguráció közötti döntő faktor inkább a praktikum, nem pedig a teljesítmény. Ha nagyon nagy alkatrészeket mérünk, szemmel is jól látható, viszonylag nagy bevonattal (és a készülék kézzel is könnyedén egyhelyben tartható), akkor a kézi műszerek a legalkalmasabbak a feladatra.
Persze sok elektronikai alkatrész egyáltalán nem ilyen típusú. A mérendő felületek sokszor extrém kicsik, melyek mikroszkóp és kamera segítségével lokalizálhatók, melynek megfelelő elemzéséhez precíziós mintatartó tálca és speciális optika is szükséges. Az elektronikai alkatrészek esetén döntő többségben az asztali készülékek jelentik a megoldást.
Döntő faktor: Az alkatrész mérete és a mérendő felület nagysága. Könnyen beszállítható a minta a laboratóriumba? Ha igen, a kézi eszköz lesz a megfelelő. 1 mm-nél kisebb területeket kell mérnie? Ha igen, az asztali készülékek jelentik a megoldást.
Persze sok elektronikai alkatrész egyáltalán nem ilyen típusú. A mérendő felületek sokszor extrém kicsik, melyek mikroszkóp és kamera segítségével lokalizálhatók, melynek megfelelő elemzéséhez precíziós mintatartó tálca és speciális optika is szükséges. Az elektronikai alkatrészek esetén döntő többségben az asztali készülékek jelentik a megoldást.
Döntő faktor: Az alkatrész mérete és a mérendő felület nagysága. Könnyen beszállítható a minta a laboratóriumba? Ha igen, a kézi eszköz lesz a megfelelő. 1 mm-nél kisebb területeket kell mérnie? Ha igen, az asztali készülékek jelentik a megoldást.
Apertúra típus: Kollimátor vagy kapilláris optika?
A készüléken belül található apertúra a létrejövő röntgensugarakat a minta felületére irányítja és fókuszálja. Az így létrejövő pontnak kisebbnek kell lennie, mint a mérendő felületeknek, a választandó optikát tehát a mérendő felületek nagysága határozza meg.
Az XRF készülékek jellemzően az alábbi két apertúra típusból használják az egyiket: kollimátorok vagy kapilláris optikák. A kollimátor lényegében egy lyukas fém kocka, melyen keresztül a röntgensugár egy része áthatol és a mintára kerül. Ez jó megoldást jelent 100 µm és annál nagyobb felületek mérésére. A kapilláris optikák speciális üvegcsöveket használnak, melyek a képződő majdnem összes röntgensugarat összegyűjtik és egy nagyon kicsi pontba fúkuszálják. Ennek segítségével 50 µm-nál kisebb felületek is mérhetők. Ez a technológia vékonyabb bevonatok esetén is nagyobb precizitást garantál, mivel a kollimátorhoz képest nagyobb mennyiségű röntgensugárral képes dolgozni.
Döntő faktor: Fókuszpont nagysága. Az 50 µm-nál kisebb felületek esetén kapilláris optika szükséges, nagyobbak esetén nagy valószínűséggel a kollimátor is megfelel.
Az XRF készülékek jellemzően az alábbi két apertúra típusból használják az egyiket: kollimátorok vagy kapilláris optikák. A kollimátor lényegében egy lyukas fém kocka, melyen keresztül a röntgensugár egy része áthatol és a mintára kerül. Ez jó megoldást jelent 100 µm és annál nagyobb felületek mérésére. A kapilláris optikák speciális üvegcsöveket használnak, melyek a képződő majdnem összes röntgensugarat összegyűjtik és egy nagyon kicsi pontba fúkuszálják. Ennek segítségével 50 µm-nál kisebb felületek is mérhetők. Ez a technológia vékonyabb bevonatok esetén is nagyobb precizitást garantál, mivel a kollimátorhoz képest nagyobb mennyiségű röntgensugárral képes dolgozni.
Döntő faktor: Fókuszpont nagysága. Az 50 µm-nál kisebb felületek esetén kapilláris optika szükséges, nagyobbak esetén nagy valószínűséggel a kollimátor is megfelel.
Detektortípus: proporcionális számláló vagy SDD?
Az XRF eszközök által használt detektoroknak két fő típusát különböztetjük meg: a proporcionális számlálók és a szilikon drift detektorok (SDD) a leggyakoribbak. Annak eldöntése, hogy számunkra melyik a legalkalmasabb trükkös lehet, mivel mindkét technológiának megvannak a maga előnyei a különféle szituációkban.
A proporcionális számlálók olyan inert gázzal töltött palackok, melyek röntgensugár hatására ionizálódnak. Kiváló érzékenységet biztosítanak olyan nagy energiájú elemek esetén, mint ón vagy ezüst és kifejezetten hatékonyak olyan egyszerű elemzések esetén, ahol kevés elemmel számolhatunk.
Az SDD-k félvezető eszközök melyek röntgensugarak hatására adott mennyiségű töltést produkálnak. Ha a mintán belül nagyobb számú elem jelenlétére vagyunk kíváncsiak, vagy olyan alacsony energiájú összetevőket keresünk, mint pl. foszfor ez a megoldás jobb felbontást kínál.
A lenti diagram a két detektortípus teljesítményének különbségét illusztrálja ugyanazon a mintán. A vörös rész mutatja az SDD, míg a szürke rész a proporcionális számláló spektrumát.
A proporcionális számlálók olyan inert gázzal töltött palackok, melyek röntgensugár hatására ionizálódnak. Kiváló érzékenységet biztosítanak olyan nagy energiájú elemek esetén, mint ón vagy ezüst és kifejezetten hatékonyak olyan egyszerű elemzések esetén, ahol kevés elemmel számolhatunk.
Az SDD-k félvezető eszközök melyek röntgensugarak hatására adott mennyiségű töltést produkálnak. Ha a mintán belül nagyobb számú elem jelenlétére vagyunk kíváncsiak, vagy olyan alacsony energiájú összetevőket keresünk, mint pl. foszfor ez a megoldás jobb felbontást kínál.
A lenti diagram a két detektortípus teljesítményének különbségét illusztrálja ugyanazon a mintán. A vörös rész mutatja az SDD, míg a szürke rész a proporcionális számláló spektrumát.
Döntő faktor: Bonyolult választás, de ha számos különböző elemet szeretnénk mérni, esetleg nagyon vékony vagy komplex bevonatokat, az SDD a legjobb választás.
17. Nemzetközi Mocon Konferencia
Idén immár 17. alkalommal kerül megrendezésre a csomagolásvizsgálat témakörével foglalkozó Nemzetközi Mocon Konferencia, ezúttal a németországi Höhr-Grenzhausenben.
bővebben
Kérdezz-felelek Matt Kreiner termékmenedzserrel a Hitachi új, FT230 XRF készülékéről
Matt Kreiner a Hitachi bevonatelemző készülékeinek gyártásáért felelős termékmenedzser. Munkája során A Hitachi világszerte jelenlévő, különböző iparágakban tevékenykedő, bevonatokkal dolgozó felhasználói hálózatára fókuszál és igyekszik új megoldásokat találni azokra a kihívásokra, melyekkel a partnerek a napi munka során szembesülnek. A cégnél töltött 19 éve során jelentős tapasztalatot szerzett az XRF technológiával kapcsolatban és számos különböző szerepben próbálhatta ki magát.
bővebben
Új keménységmérővel bővült cégünk tesztkapacitása
Cégünk egyik fontos projektje a testORG, melynek keretében nem csupán a hazai laboratóriumok tesztkapacitását igyekszünk összefogni és egyszerűen elérhetővé tenni partnereink számára, de egyben saját laboratóriumunk eszközparkját és mérőkapacitását is folyamatosan növeljük. A már meglévő eszközök mellé nemrég sikerült beszereznünk egy új Innovatest Falcon 600 keménységmérőt, mely várhatóan fontos részét képezi majd a repertoárunknak. Az alábbiakban a készülékről találhatnak néhány alapvető információt.
bővebben
A tisztaságvizsgálat főbb típusai
A felület tisztasága szinten minden felületkezelő gyártási eljárás, bevonatfelvitel előtt kritikusan fontos. A szennyeződések forrása szerteágazó. Olajmaradék egy gyártó gépből, lerakódások, salakok a gyártási eljárásból, hűtő- és korróziógátló folyadékok, korróziós lerakódások, vagy akár emberi érintésből származó szennyeződés olyan sokszor láthatatlan problémát okoz, ami nehezíti a felületkezelők munkáját. Az ilyen szennyezők ronthatják a bevonat tapadását, a felület egyenletességét, némely esetben korrózióhoz, vagy mechanikai meghibásodásokhoz vezethetnek. Az alapanyagtól, a termék méretétől, az alkalmazás típusától függően számost tisztítási eljárást találunk, de hogy történik ezeknek a minőség ellenőrzése?
bővebben
Sópermet szeminárium igényfelmérés
A korábbi években cégünk rendszeresen szervezett különböző elméleti és gyakorlati szemináriumokat különböző méréstechnikai területekkel, vizsgálati kihívásokkal kapcsolatban, a fókusz pedig több alkalommal is a sópermet teszteken és a korrózióvizsgálaton volt. A tendenciát elsősorban a COVID-járvány okozta korlátozások és biztonsági intézkedések szakították meg, de szándékaink szerint ismét a személyes találkozás és a csoportos szemináriumok terepére lépnénk.
bővebben
Metallográfiai csomagok mintaelőkészítéshez
Cégünk gyakran találkozik olyan megkeresésekkel, melyek a metallográfiai mintaelőkészítési megoldásokra vonatkoznak. Mivel kínálatunkban készülékek és fogyóanyagok egyaránt megtalálhatók, mindig örömmel segítünk partnereinknek. Ez sokszor trükkös feladat, hiszen ahány anyagtípus, annyiféle ideális mintaelőkészítési megoldás, mi pedig mindig igyekszünk a leginkább személyre szabott, a végletekig optimalizált megoldást kínálni. Ennek szellemében állítottuk össze legújabb csomagajánlatainkat, melyekben metallográfiai készülékeket és teljes metallográfiai sorokat kínálunk kedvező áron! A készülékek természetesen csak a folyamat egyik részét képezik, anyag- és mintatípustól függően különböző fogyóanyagokra is szükség lehet, melyet egyedi ajánlat alapján szintén biztosítani tudunk. Ha felkeltettük érdeklődését, keressenek minket megadott elérhetőségeink valamelyikén és találjuk meg együtt a legideálisabb mintaelőkészítési megoldást!
bővebben