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X射线金属镀层膜厚测试原理 及优缺点

2017-08-28 15:06:50 optima 16


操作机理 

覆盖层单位 面积质量(若密度已知,则为覆盖层线性厚度)和二次辐射强度之间存在一定的关系。  对于任何实际的仪器系统,该关系首先由已知单位面积质量的攫盖层校正标准块校正确定。若筱盖层  材料的密度已知,同时又给出实际的密度,则这样的标准块就能给出覆盖层线性厚度。  (注:筱盖层材料密度是攫盖状态的密度,不一定是侧妞时的彼盖层材料的理论密度。如果该密 度与校正标准的密  度不同,应当采用、一个反映这种差别的系数并在测试报告中加以评注)

荧光强度是元素原子序数的函数,如果表面覆盖层、中间覆盖层( 如果存在)以及基体是由不同元素  组成或一个覆盖层由不止一个元素组成,则这些元素会产生各自的辐射特征.可调节适当的检测器系  统以选择一个或多个能带,使此设备既能测量表面覆盖层又能同时测量表面覆盖层和一些中间覆盖层  的厚度 和组成

激发 

x射线光谱方法测定覆盖层厚度是基于一束强烈而狭窄的多色或单色 x射线与基体和覆盖层的相互作用。此相互作用产生离散波长和能量的二次辐射.这些二次辐射具有构成盖层和基体的元素特征。 

x射线管发生器或适当的放射性同位素可产生这样的辐射。

1.由高压 x射线管产生 

稳定条件下如果对 x射线 管外加足够的电位,则能产生适当的激发辐射。大多数厚度测量要求的  外加电压约为 25kV-50kV,但为了测量低原子序数覆盖层材料,可能有必要将电压降至 10kV。由于应用了安装在 x射线管和试样之间的基色滤色器,降低了测量的不确定度。 

该激发方法的主要优点为

 通过准直,能在很小的 测量面上产生一束极强的辐射束

 人身安全要求容易保证 ;

 通过现代电子学方法可获 得足够稳定的发射。 

2.由放射性同位素产生 

只有几种放射性同位素发 射的 I射线在能量带上适合覆盖层厚度测量。理想的是,激发辐射的能  量比要求的特征 x射线能量稍高(波长稍短),放射性同位素激发的优点在于仪器结构更紧凑,这主要 GB/T16921-2005ASO3497:2000  是因为无需冷却。此外,与高压 x射线管发生器不同,其辐射是单色的而且本底强度低。 

x射线管方法相比,其主要技术缺点是:

    所得强度低得多,不能进行小面积测量 ;

   些放射性同位素半衰期短高强度放射性同位素带来人员 防护问题(高压 x射线管可简单关闭)


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