X射線鍍層測厚儀的核心工作原理

閱讀：487 發(fā)布時(shí)間：2025-10-16

　　X射線鍍層測厚儀通過熒光激發(fā)與信號分析實(shí)現(xiàn)非接觸式厚度測量，其核心原理可分為熒光激發(fā)、信號捕獲、元素分離及厚度計(jì)算四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

　　熒光激發(fā)

　　儀器搭載微型X射線管（如鎢靶或鉬靶），發(fā)射能量可調(diào)的高能X射線束。當(dāng)射線穿透鍍層時(shí)，原子內(nèi)層電子（如K層）被擊出形成空穴，外層電子（如L層）躍遷填補(bǔ)時(shí)釋放特征X射線熒光。例如，鎳鍍層在激發(fā)下會釋放8.26keV的特征熒光，其能量與原子序數(shù)嚴(yán)格對應(yīng)，成為元素識別的“指紋”。

　　信號捕獲

　　鍍層與基底元素不同時(shí)，二者熒光能量存在差異。儀器通過高分辨率硅漂移探測器（SDD）同時(shí)捕獲兩類熒光信號。以金鍍層（Au）在銅基底（Cu）上的測量為例，金熒光（68.8keV）與銅熒光（8.05keV）在能譜圖中形成獨(dú)立峰位，通過多道分析器（MCA）實(shí)現(xiàn)信號分離。若鍍層為合金（如錫鉛合金），則需解卷積處理混合熒光信號。

　　厚度計(jì)算

　　標(biāo)準(zhǔn)曲線法：預(yù)先測量不同厚度標(biāo)準(zhǔn)樣品的熒光強(qiáng)度，建立厚度-強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫。例如，某儀器對0.1-10μm鎳鍍層的測量，通過20組標(biāo)準(zhǔn)樣品擬合出二次多項(xiàng)式曲線，誤差控制在±0.05μm內(nèi)。

　　薄膜FP法（基本參數(shù)法）：基于X射線與物質(zhì)相互作用的量子理論，輸入鍍層密度、基底吸收系數(shù)等參數(shù)，通過迭代算法直接計(jì)算厚度。該方法無需標(biāo)準(zhǔn)樣品，適用于多層鍍層（如Au/Ni/Cu三鍍層）的同步分析。

X射線鍍層測厚儀的核心工作原理

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