Đo độ dày lớp phủ bằng máy phân tích XRF

Phân tích lớp phủ mang lại nhiều thông tin giá trị về thành phần và cấu trúc của vật liệu hoặc sản phẩm mà không làm thay đổi hay phá hủy mẫu. Ví dụ điển hình là khả năng xác định thành phần của một chi tiết làm từ hợp kim mà không cần cắt hay xử lý mẫu.

Ngoài ra, kỹ thuật này còn được sử dụng để kiểm tra đồ trang sức, giúp phát hiện các tạp chất có hại hoặc lượng mạ vàng vượt quá giới hạn.

Phân tích độ dày lớp phủ là một ứng dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp từ công nghiệp nặng, công nghiệp nhẹ, xây dựng, cho đến lĩnh vực dịch vụ và tiện ích nơi yêu cầu kiểm soát chất lượng và đảm bảo độ bền của sản phẩm luôn được đặt lên hàng đầu.

Đo độ dày lớp phủ là điều bắt buộc trong ngành nào?

Vì công nghệ đo độ dày lớp phủ bằng huỳnh quang tia X (XRF) cho phép xác định chính xác thành phần nguyên tố của lớp phủ, nên phạm vi ứng dụng của thiết bị này vô cùng phong phú:

• Trong công nghiệp nhẹ và công nghiệp nặng, XRF được sử dụng để kiểm soát chất lượng sản xuất, đảm bảo lớp phủ đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.
• Trong ngành luyện kim, thiết bị đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra chính xác hàm lượng kim loại và hợp kim, cũng như phân loại vật liệu kim loại.
• Trong ngành sơn và chất phủ, XRF hỗ trợ phân tích nồng độ chì và các thành phần độc hại khác trong quy trình sản xuất.
• Trong lĩnh vực trang sức, công nghệ này giúp xác định các lớp mạ như vàng, bạc hoặc kim loại quý khác, đảm bảo tính xác thực và giá trị sản phẩm.

Phân tích XRF về độ dày lớp phủ hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các ngành dịch vụ tiện ích và công nghiệp kỹ thuật cao. Trong nhiều trường hợp, nó đóng vai trò then chốt trong việc đánh giá xem một chi tiết có đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cụ thể hay không. Điều đặc biệt quan trọng trong các lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác cao như hàng không vũ trụ và công nghiệp quốc phòng.

Một số loại lớp phủ phổ biến thường gặp trong công nghiệp bao gồm:

• Kẽm phủ trên sắt hoặc thép (mạ kẽm chống ăn mòn).
• Crom phủ trên sắt/thép (tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn).
• Niken phủ trên sắt/thép (cải thiện độ bền và khả năng chống oxy hóa).
• Đồng phủ trên sắt/thép (tăng khả năng dẫn điện và hàn tốt hơn).
• Vàng phủ trên đồng (sử dụng trong linh kiện điện tử hoặc trang sức).
• Đồng phủ trên nhôm (thường thấy trong công nghệ tản nhiệt và kết nối điện).
• Molypden phủ trên titan (ứng dụng trong môi trường nhiệt độ cao hoặc ăn mòn mạnh).
• Niken phủ trên đồng (dùng trong sản xuất bảng mạch và linh kiện điện tử).

Và nhiều tổ hợp khác giữa kim loại nền và kim loại phủ, tùy theo mục đích kỹ thuật và yêu cầu sử dụng.

Máy phân tích XRF đo lớp phủ như thế nào.

Máy đo độ dày lớp phủ bằng tia X (XRF), đúng như tên gọi, hoạt động dựa trên nguyên lý phát ra tia X để kích thích các nguyên tử trong lớp phủ. Khi tia X chiếu vào vật liệu, nó làm bật electron từ các lớp vỏ bên trong của nguyên tử - quá trình này gọi là ion hóa. Để bù lại sự mất mát đó, một electron từ lớp vỏ ngoài sẽ di chuyển vào vị trí trống, đồng thời phát ra bức xạ huỳnh quang đặc trưng cho từng nguyên tố.

Thiết bị XRF thu nhận bức xạ này và tạo ra một phổ năng lượng, phổ này được hiển thị trên màn hình để người dùng phân tích. Khi đã biết thành phần của lớp phủ, người dùng có thể xác định chính xác độ dày của lớp đó thông qua tín hiệu huỳnh quang.

Một trong những ưu điểm nổi bật của công nghệ này là khả năng đo lớp phủ một thành phần với độ chính xác cao, bất kể hình dạng hay tình trạng bề mặt của vật thể. Điều này làm cho thiết bị XRF trở thành công cụ lý tưởng cho cả kiểm tra trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường.

Lợi ích của việc dùng huỳnh quang tia X để đo độ dày lớp phủ

Kể từ khi phương pháp phân tích huỳnh quang tia X (XRF) được phát hiện vào năm 1928, công nghệ kiểm tra độ dày lớp phủ kim loại bằng XRF đã không ngừng được cải tiến. Ngày nay, đây là một trong những phương pháp phân tích hiện đại, hiệu quả và thân thiện nhất với người dùng, mang lại nhiều lợi ích đáng kể.

• Không gây phá hủy mẫu: Việc phân tích không yêu cầu phải cắt hay bóc tách lớp phủ khỏi vật liệu.
• Linh hoạt và đa năng: Các thiết bị đo độ dày lớp phủ XRF hiện đại có thể kiểm tra vật thể với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, từ các chi tiết nhỏ đến cấu trúc lớn.
• Nhanh chóng và chính xác: Thời gian phân tích ngắn, cho kết quả đáng tin cậy trong thời gian thực.
• An toàn cho người sử dụng: Dù sử dụng tia X, thiết bị được thiết kế để phát ra mức bức xạ cực thấp và hướng ra xa người dùng, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.
• Không gián đoạn sản xuất: Việc kiểm tra có thể thực hiện ngay trong dây chuyền mà không cần dừng quy trình hay làm hỏng sản phẩm.

Nhờ những ưu điểm này, công nghệ XRF đã trở thành giải pháp tối ưu cho việc kiểm tra lớp phủ và vật liệu trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại.

Máy phân tích XRF cầm tay để đo độ dày lớp phủ

Hiện nay, thị trường cung cấp nhiều dòng máy phân tích XRF khác nhau từ những thiết bị để bàn công nghiệp có độ ổn định cao đến các phiên bản cầm tay nhỏ gọn, linh hoạt.

Máy phân tích XRF cầm tay nổi bật với tính di động, cho phép người dùng thực hiện phép đo trực tiếp trên hiện trường mà không cần tháo rời hoặc di chuyển mẫu vật. Với kích thước chỉ tương đương một chiếc máy khoan cầm tay, thiết bị có thể dễ dàng mang theo và sử dụng ở bất kỳ đâu.

Ưu điểm lớn của thiết bị cầm tay là khả năng tiếp cận các vị trí khó với tới trên vật liệu hoặc cấu trúc được kiểm tra, điều này đặc biệt hữu ích trong phân tích lớp phủ tại hiện trường.

Mặc dù độ chính xác của máy XRF cầm tay thường không bằng các thiết bị để bàn trong phòng thí nghiệm, nhưng chúng không yêu cầu hiệu chuẩn phức tạp và có thể áp dụng linh hoạt cho nhiều loại bề mặt và vật liệu đã biết. So với các thiết bị phân tích dựa trên công nghệ khác như quang phổ laser hay quang học, máy XRF cầm tay thường có vùng phân tích rộng hơn, cho kết quả chính xác hơn và hỗ trợ nhiều loại vật liệu hơn.

Các thiết bị quang phổ XRF của Elvatech mang đến khả năng phân tích nhanh chóng, chính xác và tiết kiệm chi phí lý tưởng cho cả phòng thí nghiệm và hiện trường đối với đất sét, xỉ, cát, đá vôi, xi măng, gốm sứ và nhiều loại khoáng chất hoặc vật liệu có thành phần oxit khác.