Beta-arka saçılım yöntemi
Beta parçacıkları ile çeşitli katmanları belirleyin.
Beta-backscatter yöntemiyle, radyoaktif atomlardan gelen radyasyonu kullanarak çok çeşitli alt tabakalar üzerindeki organik ve anorganik katmanların kalınlığını ölçebilirsiniz. Ölçüm tahribatsızdır ve uygulamaya bağlı olarak temassız ya da temaslıdır.
Beta-arka saçılma yöntemi bu şekilde çalışır.
Beta geri saçılma sürecinde, bir izotop kaynağı beta parçacıkları (elektronlar) yayar. Beta parçacıkları, atom çekirdeklerinin radyoaktif bozunması (daha doğrusu beta bozunması) ile üretilir. Beta parçacıkları iş parçasının kaplama ve ana malzemesine nüfuz eder ve her iki malzemenin atomları tarafından saçılır. Kaplama kalınlığını ölçmek için geri saçılan elektronların sayısı sayılır. Katman kalınlığı değişirse, geri saçılan elektronların sayısı da değişir.
Bu, kaplama ve temel malzemenin atom numaralarının (nükleer yük numaraları) yeterince farklı olması koşuluyla, herhangi bir temel malzeme üzerindeki herhangi bir malzemenin kaplamalarının kalınlığını ölçmeyi mümkün kılar. Beta geri saçılma yöntemi ile bir kaplama sisteminin sadece en üst katmanı ölçülebilir. Bu yöntem evrensel olarak uygulanabilir bir kaplama kalınlığı ölçüm yöntemidir.
Bu süreç nerede kullanılıyor?
- Dekoratif parçalar, sanat objeleri veya havacılık uygulamaları için nikel, bronz veya seramik üzerine çok kalın altın kaplamalar
- Yüksek akım kontakları için bakır borularda gümüş
- Hafif korozyon koruması olarak çelik parçalar üzerinde ince yağ ve yağlayıcı filmler
- Transformatör ve elektrik motorlarının yapımında elektrik çeliği üzerine ince cila tabakaları
Ölçümü hangi faktörler etkileyebilir?
- Beta parçacıklarının enerjisi
- Kaplama malzemesinin yoğunluğu
- Zaman ölçümü
- Kaplama ve temel malzemenin atom numaraları arasındaki fark
- Kaplamanın bileşimi
- Ara katmanlar, temel malzemenin bileşimi
- Beta kaynağının etkinliği
- Diyafram açıklığının boyutu
Doğru kalibrasyon fark yaratır
Fischer kalibrasyon standartları, uygun beta kaynağı ile ve uygun açıklık dikkate alınarak (açıklık açıklık çapı belirleyicidir) ölçülecek kaplama / temel malzeme kombinasyonu için karakteristik bir eğri kaydetmek için kullanılır.
Beta radyasyonunun enerjisi
Katman ne kadar kalın olursa, radyoaktif atom çekirdeklerinden gelen elektronların enerjisi de o kadar büyük olmalıdır. Fischer'de C-14 (karbon-14), Pm-147 (prometyum-147), Tl-204 (talyum-204) ve Sr-90 (stronsiyum-90) radyonüklidleri çok çeşitli katman kalınlıkları için mevcuttur.
Yoğunluk
Kalibrasyon numunelerinin tabakası ile gerçek numunelerin tabakasının yoğunlukları arasındaki farklar basit bir düzeltme faktörü (yoğunlukların oranı) kullanılarak telafi edilebilir.
Zaman ölçümü
Beta bozunması rastgele bir süreçtir. Bu, her saniye daha fazla veya daha az atom çekirdeğinin rastgele bozunduğu anlamına gelir, bu da bozunma sırasında yayılan beta parçacıklarının sayısında dalgalanmalara neden olur. Bu dalgalanma, ölçülen kaplama kalınlığı değerlerinin dağılımını artırır. Ölçülen değerdeki bu dağılım oranının azaltılması için, hem kalibrasyon sırasında hem de gerçek numuneler ölçülürken ölçüm süresi artırılmalıdır.
Kaplama ve temel malzemenin atom numaraları arasındaki fark
Geri saçılan beta parçacıklarının sayısı doğrudan kaplama ve temel malzemenin atom numarasına bağlıdır. Atom numaralarındaki fark küçükse, beta parçacıklarının sayısındaki fark da buna bağlı olarak küçüktür. Beta parçacıklarının sayısındaki fark ne kadar küçükse (büyükse), ölçülen değer o kadar büyük (küçük) dağılır. Bu da daha uzun bir ölçüm süresiyle telafi edilebilir.
Katmanın bileşimi
Kalibrasyon için kullanılan kaplamaya kıyasla kaplamanın bileşimi değişirse, küçük değişiklikler durumunda bu bir düzeltme faktörü ile telafi edilebilir. Ancak çoğu durumda, değişen kaplama ile yeni bir kalibrasyon gereklidir.
Ara katmanlar, temel malzemenin bileşimi
"Metrolojik" temel malzemenin bileşimi ara katmanlar veya temel malzemenin gerçek bileşimindeki değişiklikler nedeniyle değişirse, bu durum çoğu durumda yeni, "metrolojik" temel malzemenin mevcut karakteristik eğriye kalibre edilmesiyle kolayca telafi edilebilir (anahtar kelime: standardizasyon).
Beta kaynağının etkinliği
Beta kaynağının aktivitesi ve dolayısıyla yaydığı beta parçacıklarının sayısı zamanla azalır. Azalan aktivitenin ölçüm üzerindeki etkisi yeni bir normalizasyon (karakteristik eğrinin sıfır ve son noktalarının kalibrasyonu) veya yeni bir kalibrasyon ile telafi edilebilir. Düşük aktivite genellikle daha uzun ölçüm süreleri gerektirir.
Diyafram açıklığı boyutu
Hem beta kaynağından yayılan beta parçacıklarının sayısı hem de geri saçılan beta parçacıklarının sayısı büyük ölçüde açıklığın boyutuna bağlıdır. Bu nedenle her açıklık için ayrı bir kalibrasyon gereklidir. Açıklık ne kadar büyük olursa, beta parçacıklarının sayısı o kadar fazla ve ölçüm süresi o kadar kısa olabilir.
Burada hangi standart uygulanmaktadır?
DIN EN ISO 3543, ASTM B567 ve BS 5411'e göre beta geri saçılma yöntemi
