베타-백스캐터 방법
베타 입자로 다양한 레이어를 결정합니다.
베타 후방 산란법을 사용하면 방사성 원자의 방사선을 사용하여 다양한 기판에서 유기 및 무기 층의 두께를 측정할 수 있습니다. 이 측정은 비파괴적이며 구현에 따라 비접촉식 또는 접촉식 측정이 가능합니다.
이것이 베타 백스캐터 메서드가 작동하는 방식입니다.
베타 후방 산란 과정에서 동위원소 공급원은 베타 입자(전자)를 방출합니다. 베타 입자는 원자핵의 방사성 붕괴(더 정확하게는 베타 붕괴)에 의해 생성됩니다. 베타 입자는 공작물의 코팅과 모재를 관통하여 두 재료의 원자에 의해 산란됩니다. 코팅 두께를 측정하기 위해 후방 산란된 전자의 수를 계산합니다. 층 두께가 변하면 후방 산란 전자 수 또한 변합니다.
따라서 코팅과 모재의 원자 번호(핵 전하 수)가 충분히 다르면 어떤 모재 위에 어떤 물질의 코팅 두께를 측정할 수 있습니다. 베타 후방 산란법을 사용하면 코팅 시스템의 최상층만 측정할 수 있습니다. 이 방법은 매우 보편적으로 적용할 수 있는 코팅 두께 측정 방법입니다.
이 프로세스는 어디에 사용되나요?
- 니켈, 청동 또는 세라믹에 매우 두꺼운 금 코팅으로 장식용 부품, 예술품 또는 항공 우주 분야에 사용됩니다
- 고전류 접점을 위한 구리 튜브의 은 코팅
- 가벼운 부식 방지용 강철 부품의 얇은 오일 및 윤활유 필름
- 변압기 및 전기 모터 제작 시 전기 강철의 얇은 래커 층
측정에 영향을 미칠 수 있는 요인은 무엇인가요?
- 베타 입자의 에너지
- 코팅 재료의 밀도
- 측정 시간
- 코팅과 기본 재료의 원자 번호 차이
- 코팅의 구성
- 중간층, 베이스 재료의 구성
- 베타 소스의 활동
- 조리개 크기
올바른 캘리브레이션이 차이를 만듭니다.
피셔 보정 표준은 적절한 베타 소스와 적절한 조리개(조리개 개방 직경이 결정적)를 고려하여 측정할 코팅/기초 재료 조합의 특성 곡선을 기록하는 데 사용됩니다.
베타 방사선의 에너지
층이 두꺼울수록 방사성 원자핵에서 나오는 전자의 에너지가 더 커야 합니다. 피셔에서는 C-14(탄소-14), Pm-147(프로메튬-147), Tl-204(탈륨-204), Sr-90(스트론튬-90)의 방사성 핵종을 다양한 층 두께에 사용할 수 있습니다.
밀도
보정 샘플의 레이어 밀도와 실제 샘플의 레이어 밀도 간의 차이는 간단한 보정 계수(밀도의 비율)를 사용하여 보정할 수 있습니다.
측정 시간
베타 붕괴는 무작위적인 과정입니다. 즉, 매초마다 더 많거나 적은 수의 원자핵이 무작위로 붕괴하여 붕괴하는 동안 방출되는 베타 입자의 수가 변동합니다. 이러한 변동은 측정된 코팅 두께 값의 산란을 증가시킵니다. 측정값 산란의 이 비율을 줄이려면 보정 시와 실제 샘플을 측정할 때 모두 측정 시간을 늘려야 합니다.
코팅과 베이스 재료의 원자 번호 차이
후방 산란된 베타 입자의 수는 코팅과 기본 재료의 원자 번호에 직접적으로 의존합니다. 원자 번호의 차이가 작으면 베타 입자 수의 차이도 그에 따라 작아집니다. 베타 입자 수의 차이가 작을수록(클수록) 측정값의 분산이 커집니다(작아집니다). 이는 측정 시간을 늘려서 보정할 수도 있습니다.
레이어 구성
캘리브레이션에 사용된 코팅과 비교하여 코팅의 구성이 변경되는 경우, 작은 변화의 경우 보정 계수를 통해 보정할 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 변경된 코팅으로 새로 보정해야 합니다.
중간층, 기본 재료의 구성
중간 층이나 실제 기본 재료의 구성 변화로 인해 "도량형" 기본 재료의 구성이 변경되는 경우, 대부분의 경우 새로운 "도량형" 기본 재료를 기존 특성 곡선(키워드: 표준화)으로 보정하여 이를 쉽게 보정할 수 있습니다.
베타 소스 활동
베타 광원의 활성도와 따라서 방출되는 베타 입자의 수는 시간이 지남에 따라 감소합니다. 감소하는 활동이 측정에 미치는 영향은 새로운 정규화(특성 곡선의 영점과 끝점 보정) 또는 새로운 보정을 통해 보정할 수 있습니다. 활동이 감소하면 일반적으로 더 긴 측정 시간이 필요합니다.
조리개 개방 크기
베타 소스에서 방출되는 베타 입자의 수와 후방 산란되는 베타 입자의 수는 조리개 크기에 따라 크게 달라집니다. 따라서 각 조리개마다 별도의 보정이 필요합니다. 조리개가 클수록 베타 입자 수가 많아지고 측정 시간이 짧아질 수 있습니다.
여기에는 어떤 표준이 적용되나요?
DIN EN ISO 3543, ASTM B567 및 BS 5411에 따른 베타 후방 산란 방식