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Analisi della fluorescenza da raggi X: Il metodo ideale per il controllo di qualità nella galvanica (Parte 2)

Modern XRF Systems
Fischer Marketing Team | 24. aprile 2020

Analisi della fluorescenza da raggi X: Il metodo ideale per il controllo di qualità nella galvanica (Parte 2)

In linea generale i moderni sistemi XRF della linea FISCHERSCOPE XUL o XULM sono piccoli e possono essere installati e utilizzati vicino alle aree di produzione, spedizione o ricevimento e nei laboratori. Helmut Fischer Group offre anche sistemi XRF portatili.

Oltre alla sorgente di raggi X, il componente principale del sistema di misura da raggi X è il rilevatore. La qualità del rilevatore determina quali attività di misura possono essere eseguite con un singolo dispositivo. Fischer offre tre diversi tipi di rilevatori.

Il contatore proporzionale è un tubo riempito di gas. È un rilevatore collaudato per le attività di misura semplici, adatto per misurare strati più spessi con piccoli punti di misura. Se le emissioni dal campione sono ben separate, cioè se gli elementi di interesse differiscono in maniera notevole (ad es., un rivestimento di stagno su un substrato di rame), la prestazione del contatore proporzionale sarà ottimale.

Se il campione è complicato, con diversi elementi o emissioni sovrapposte (numeri atomici adiacenti), si preferisce ricorrere ai rivelatori al silicio. A tale scopo Fischer offre modelli con diodo PIN al silicio (Si-PIN) o con rilevatore Silicon Drift Detector (SDD). Entrambi hanno una risoluzione energetica migliore rispetto al contatore proporzionale che fornisce una risposta da picco a sfondo assai migliore (da singolo a rumore). Il PIN è un rilevatore di fascia media. Sebbene possa essere utilizzato sia per l'analisi del materiale che per la misura dello spessore dello strato, richiede tempi di misura più lunghi per piccoli punti di misura. SDD è l'ultimo rilevatore di semiconduttori con eccellente risoluzione e limiti di rilevamento. Il suo punto di forza sta nella misura di rivestimenti molto sottili su scala nanometrica e nell'analisi dei materiali nell'intervallo per mil.

Analisi del contenuto metallico delle soluzioni di placcatura

Per l'applicazione dei rivestimenti a una velocità di placcatura ben definita e con una composizione ben definita, le aziende di galvanica devono monitorare e controllare molto attentamente la formulazione dei bagni di placcatura. Ad esempio, affinché la finitura del colore risulti uniforme i rivestimenti metallici (come AuCuCd, AuCuIn, RhRu o altri), che rappresentano la scelta preferita nell'industria della gioielleria, devono essere applicati in modo omogeneo su tutta la superficie.

Su richiesta gli strumenti Fischer XRF possono essere dotati di cella di analisi delle soluzioni di placcatura (vedere Figura 3). La cella viene riempita con la soluzione da analizzare, quindi viene ricoperta con un foglio di Mylar sottile ma robusto e sigillata con un anello di plastica, in dotazione nel kit di analisi della soluzione Sono disponibili diversi tipi di celle con materiali di base differenti. La scelta del materiale corretto può migliorare notevolmente le prestazioni di misura. Gli effetti della matrice (Cl, SO4, CN) nella soluzione possono essere corretti tramite l'assorbimento della radiazione di fluorescenza del materiale di base della cellula (ad esempio Mo o Ni).

Rispetto ad altri metodi, l'analisi XRF (fluorescenza a raggi X) di queste soluzioni è semplice: la preparazione del campione è rapida e gli unici materiali di consumo richiesti sono piccole parti di pellicola di plastica, al contrario di altri metodi analitici in cui vengono utilizzati i gas (Ar) o acqua purificata.

L'utilizzo dell'analisi XRF per il monitoraggio del bagno di placcatura è un modo rapido ed efficace per determinare le concentrazioni di ioni e sostanze chimiche nella soluzione. L'analisi del bagno galvanico può essere effettuata direttamente nel processo produttivo senza la presenza di personale specializzato. Dal momento che in pochi secondi sono disponibili risultati di misura accurati, il tempo di reazione durante la deviazione della soluzione del bagno è ridotto al minimo. Inoltre, le celle di analisi della soluzione possono essere riutilizzate senza comportare costi operativi aggiuntivi.

Conclusione

L'analisi XRF con gli strumenti Fischer offre alle aziende di galvanica vantaggi significativi. Grazie alla gestione efficace dello spessore del rivestimento dei componenti e dell'analisi del bagno di placcatura attraverso l'analisi XRF, le aziende di placcatura saranno in grado di migliorare la qualità dei loro prodotti e il controllo dei processi e dei costi soddisfacendo le esigenze dei loro produttori e degli utenti finali. Dal momento che per essere analizzati i campioni non devono più essere inviati a un laboratorio, si ottiene notevole risparmio di tempo e costi in modo consentendo di ammortizzare in breve tempo l'investimento per l'acquisto del sistema di misura XRF Fischer.

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