Quantitative Analysis of Amount of Deposition and Plating Thickness: Multilayer and Irregular Shaped Sample

Význam tématu

X-ray fluorescenční spektrometrie umožňuje rychlé a nedestruktivní stanovení množství nanesené vrstvy a tloušťky povlaků. Přesná analýza multilayer vzorků a povrchů nepravidelných tvarů je klíčová pro kontrolu kvality v průmyslu, výzkum materiálů a řízení procesů pokovování.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem je představit schopnosti spektrometru Shimadzu EDX-7200 pro kvantitativní analýzu trojvrstvého vzorku Au/Ni/Cu a demonstrovat aplikaci BG-FP metody na měření pokovení na nepravidelných tvarovaných površích, jako jsou šrouby.

Použitá metodika a instrumentace

• Metoda tenké vrstvy FP pro stanovení hmotnosti nanesené vrstvy (μg/cm2) a konverzi na tloušťku povlaku
• BG-FP metoda založená na rozptýleném X-záření pro korekci vlivu tvaru u nepravidelných vzorků
• Spektrometr Shimadzu EDX-7200 s polovodičovým detektorem SDD a Rh cílem
• Podmínky měření: napětí 50 kV, automatický proud, kolimátory 1 mm a 10 mm, primární filtry (#4 pro Au, žádné pro Ni/Cu/Zn), doba integrace 100 s, maximální dead time 30 %

Hlavní výsledky a diskuse

• 3vrstvá vzorka Au/Ni/Cu: naměřené hmotnosti 176/861/861 μg/cm2 vs certifikované 184/869/880 μg/cm2; odpovídající tloušťky 91/1041/937 nm
• Opakovatelnost 10 měření CV pod 1 % pro všechny prvky
• Irregular šroub se zinkovým pokovením: hlava (1 mm φ) tloušťka 4,08 μm (tenká vrstva FP), hřídel (10 mm φ) tloušťka 0,96 μm (tenká vrstva FP) resp. 4,29 μm při použití BG-FP

Přínosy a praktické využití metody

Analýza je nedestruktivní, rychlá a vysoce citlivá. Umožňuje přímé měření vícevrstvých povlaků bez demontáže vzorků a spolehlivou kvantifikaci i u komponent s komplikovaným tvarem.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření BG-FP metody pro složitější geometrie a materiálové systémy
• Automatizace a integrace pro online monitoring výrobních procesů
• Další zvyšování citlivosti a rychlosti měření díky pokroku detektorů a analýzy dat

Závěr

EDX-7200 kombinuje vylepšenou citlivost, rychlost a přesnost s BG-FP korekcí tvaru, což umožňuje spolehlivou kvantifikaci povlaků na různých typech vzorků. Je vhodný pro široké uplatnění v průmyslové kontrole kvality a výzkumu.

Reference

1. Shimadzu Corporation. Quantitative Analysis of Amount of Deposition and Plating Thickness: Application to Multilayer and Irregular Shaped Samples. Application Note EDX-7200, First Edition Dec. 2021.