O medidor de espessura de revestimento de raios X permite a medição de espessura sem contato através de excitação fluorescente e análise de sinal, cujos princípios fundamentais podem ser divididos em quatro pontos-chave de excitação fluorescente, captura de sinal, separação de elementos e cálculo de espessura:

excitação fluorescente

O instrumento é equipado com um tubo de raios-X em miniatura (como alvo de tungstênio ou alvo de molibdênio) para emitir feixes de raios-X de alta energia ajustáveis. Quando os raios penetram no revestimento, os elétrons da camada interna do átomo (como a camada K) são expulsos para formar um buraco e os elétrons da camada externa (como a camada L) saltam para preencher e liberam a fluorescência de raios-X característica. Por exemplo, um revestimento de níquel, quando excitado, libera uma fluorescência característica de 8,26 keV, cuja energia corresponde estritamente ao número atômico, tornando-se uma "impressão digital" para o reconhecimento de elementos.

Captura de sinal

Quando o revestimento é diferente do elemento de base, a energia fluorescente dos dois é diferente. O instrumento captura simultaneamente dois tipos de sinais fluorescentes através de um detector de deriva de silício de alta resolução (SDD). Tomando a medição do revestimento de ouro (Au) em uma base de cobre (Cu), por exemplo, a fluorescência de ouro (68,8 keV) e a fluorescência de cobre (8,05 keV) formam picos independentes no espectrograma energético para a separação do sinal através de um analisador multicanal (MCA). Se o revestimento é de liga (por exemplo, liga de chumbo de estanho), o tratamento de desconvolção do sinal fluorescente misto é necessário.

Cálculo da espessura

Método de curva padrão: pré-medir a intensidade de fluorescência de amostras padrão de diferentes espessuras para criar um banco de dados de espessura-intensidade. Por exemplo, para medir um revestimento de níquel de 0,1-10 μm em um instrumento, uma curva polinômica binária é ajustada com 20 conjuntos de amostras padrão e o erro é controlado dentro de ± 0,05 μm.

Método FP de película fina (método de parâmetros básicos): com base na teoria quântica da interação de raios-X com a matéria, inserir a densidade do revestimento, o fator de absorção do fundo e outros parâmetros, e calcular diretamente a espessura através de algoritmos iterativos. Este método não requer amostras padrão e é adequado para análises sincronizadas de revestimentos múltiplos, como revestimentos triplos Au/Ni/Cu.