Röntgenfluorescentieanalyse: De ideale methode voor kwaliteitscontrole bij galvanisatie (deel 2)
De moderne XRF-systemenlijn de FISCHERSCOPE XUL of XULM zijn klein en kunnen worden geïnstalleerd en gebruikt in de buurt van productie-, verzend- of ontvangstruimtes, maar ook in een laboratorium. Helmut Fischer Group biedt ook draagbare handheld-XRF-systemen aan.
Naast de röntgenbron is het belangrijkste onderdeel van het röntgenmeetsysteem de detector. De kwaliteit van de detector bepaalt welke meettaken met één apparaat kunnen worden opgelost. Fischer biedt drie verschillende soorten detectoren.
De proportionele teller is een met gas gevulde buis. Het is een beproefde detector voor eenvoudige meettaken, zeer geschikt voor het meten van dikkere lagen met kleine meetpunten. Als de emissies van het monster goed gescheiden zijn, d.w.z. als de betreffende elementen sterk verschillen (d.w.z. tincoating op een koperen ondergrond), dan zal de proportionele teller het zeer goed doen.
Als het monster gecompliceerd is - met veel elementen of sterk overlappende emissies (aangrenzende atoomnummers) - dan hebben siliciumdetectoren de voorkeur of zijn ze zelfs noodzakelijk. Hier biedt Fischer modellen met een silicium PIN-diode (Si-PIN) of met een siliciumdriftdetector (SDD). Beide hebben een betere energieresolutie dan de proportionele teller, die een veel betere piek-naar-achtergrondreactie (single-to-noise) geeft. De PIN is een detector voor het middenbereik. Hoewel hij zowel voor materiaalanalyse als voor laagdiktemeting kan worden gebruikt, heeft hij langere meettijden nodig voor kleine meetpunten. De SDD is de meest moderne halfgeleiderdetector met een uitstekende resolutie en de beste detectiegrenzen. Zijn kracht ligt in het meten van zeer dunne coatings op nanometerschaal en in de materiaalanalyse in het per mil bereik.
Analyse van de metalen inhoud van plating-oplossingen
Om coatings aan te brengen met een juist bepaalde plating-snelheid en met een juist bepaalde samenstelling, moeten galvaniseringsbedrijven de formulering van hun beplatingsbaden zeer nauwlettend in de gaten houden en controleren. Zo moeten bijvoorbeeld de metallic coatings (zoals AuCuCd, AuCuIn, RhRu of andere) die vooral populair zijn in de juweliersbranche, absoluut homogeen over het gehele oppervlak worden aangebracht om een gelijkmatige kleurafwerking te garanderen.
Alle Fischer XRF instrumenten kunnen eenvoudig worden uitgerust voor het analyseren van platingoplossingen door de optionele oplossingsanalysecel te monteren (zie figuur 3). Eerst wordt de gespecialiseerde cel gevuld met de te analyseren oplossing, vervolgens wordt deze bedekt met een dunne maar robuuste Mylar-folie en verzegeld met een plastic ring - allemaal onderdeel van de oplossinganalyseset. Er zijn verschillende cellen met verschillende basismaterialen beschikbaar. Het kiezen van het juiste materiaal kan de meetprestaties aanzienlijk verbeteren. Matrixeffecten (Cl, SO4, CN) in de oplossing kunnen worden gecorrigeerd via de absorptie van fluorescentiestraling van het basismateriaal van de cel (bijv. Mo of Ni).
Vergeleken met andere methoden is de XRF-analyse (röntgenfluorescentie) van dergelijke oplossingen eenvoudig: de monstervoorbereiding is snel, en de enige benodigde verbruiksmaterialen zijn kleine stukjes plasticfolie, in tegenstelling tot andere analysemethoden waarbij gassen (Ar) of gezuiverd water worden gebruikt.
Deze manier om met behulp van XRF-analyse het platerbad te monitoren is een snelle en effectieve manier om de concentraties van ionen en chemicaliën in de oplossing te bepalen. De plaatjesbadanalyse kan direct in het productieproces worden uitgevoerd zonder dat er speciaal gekwalificeerd personeel aanwezig is. Omdat nauwkeurige meetresultaten binnen enkele seconden beschikbaar zijn, wordt de reactietijd bij afwijking van de badoplossing geminimaliseerd. Bovendien kunnen de cellen voor de analyse van de oplossing worden hergebruikt, waardoor er geen extra bedrijfskosten ontstaan.
Conclusie
XRF-analyse met Fischer-apparaten biedt de platingbedrijven aanzienlijke voordelen. Door het effectief beheren van zowel de laagdikte van de componenten als de analyse van het bekledingsbad door middel van XRF-analyse, zullen de platingbedrijven in staat zijn om hun productkwaliteit en proces- en kostenbeheersing te verbeteren en om te voldoen aan de behoeften van hun fabrikanten en eindgebruikers. Omdat er geen monsters meer naar een laboratorium hoeven te worden gestuurd om te worden geanalyseerd, zijn er aanzienlijke tijd- en kostenbesparingen, zodat een Fischer XRF-meetsysteem zichzelf na korte tijd kan terugverdienen.