X 射线荧光光谱如何分析镀（涂）层

♦ X射线荧光光谱通常用于分析均匀样品中的成分含量。对于大多数样品来讲，样品中被激发的各个元素的X射线荧光只来自于样品表面，样品内部的X射线荧光被样品本身吸收了。所以，X射线荧光信号的强度与样品的厚度无关。这种样品称之为无限厚样品。

♦ 当样品很薄时，比如镀层样品，样品中被激发的X射线荧光可能会穿透镀层，镀层的厚薄会影响X射线荧光信号的强弱，镀层越厚，镀层中被激发的X射线荧光信号就越强。

♦ 当镀层的厚度或镀层的成分发生变化时，X射线荧光的信号会随之变化。通过建立镀层厚度和成分与X射线信号强度的关联关系，就可以分析镀层的厚度和成分。

镀层样品

非无限厚样品

当样品的厚度达不到无限厚时，如镀层样品，X射线荧光信号的强度取决于：

  ♦ 镀层的厚度

  ♦ 镀层中各元素的含量

2种分析镀层厚度的方法

发射方法和吸收方法

测量镀层中的元素

发射方法

测量基底元素

吸收方法（镀层对基底元素的吸收）

X射线荧光和镀层厚度的关系

基底元素信号与镀层厚度的关系

发射方法可以分析的镀层厚度：

<产生90%的信号的厚度

吸收方法可以分析的镀层厚度：

<3 × 吸收90%信号的厚度

  ♦ 镀层越厚，对基底元素的X射线荧光信号的吸收就越严重

  ♦ 吸收方法可以分析的厚度：3倍的90%吸收的厚度

  ♦ 发射方法适合测量薄镀层，吸收方法适合测量厚镀层

例子1：

采用发射方法测量镀层 

  ♦ 样品: （探测器窗膜）聚合物上镀了23 nm的Al

  ♦ 需要输入的信息

  1.基底材料：100%CH₂

  2.镀层材料：100% Al

  3.镀层密度：2.7g /cm³

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  ♦ 测量的谱线：Al Ka1

  ♦ 镀层软件的分析结果：23.2 nm

  ♦ 通过测量镀层材料中 Al Ka1 ，根据Al Ka1 的发射情况，计算铝镀层的厚度。

例子2：

采用吸收方法测量镀层

  ♦ 样品：Zn的上面镀了10 µm的Al

  ♦ 需要输入的信息

  1.基底材料：100% Zn

  2.镀层材料：100% Al

  3.镀层密度：2.7g /cm³

  ♦ 测量的谱线：Zn Ka1

  ♦ 镀层软件的分析结果：9.74  µm

  ♦ 通过测量基底材料中Zn Ka1，根据铝镀层对 Zn Ka1 的吸收情况，计算铝镀层的厚度。

ML-QUANT 多层膜分析软件

可以分析各层的成分和厚度