背景資料

背景資料 轉化鍍層是一種使金屬表面呈現惰性狀態的工藝，其原理是通過化學反應將金屬表面轉化為氧化物，從而提升金屬的耐腐蝕性及其他優良性能。含鉻酸鹽的溶液是常被用來在鍍鋅鋼和鋁材上形成轉化鍍層的物質。鉻酸鹽轉化鍍層不僅具有出色的耐腐蝕性，還能保持金屬的導電性、提升其機械性能，同時也有助於後續塗層（如油漆、黏著劑）的附著。

在鉻酸鹽轉化處理過程中，鉻離子會與金屬基底發生反應，從而形成厚度小於 1 微米的含鉻氧化層。正因如此，這種處理方式很受用於各種五金件和工具的鍍層處理。不論鉻酸鹽層的厚度如何，這種處理方式都幾乎不會影響零件的尺寸，同時又能提升其耐久性。 鉻酸鹽層的厚度也會影響電導率的保持程度。因此，必須確保鉻酸鹽層的厚度符合要求。不過，由於鉻酸鹽層的厚度很薄，許多常見的塗層厚度測量方法都無法有效測量其厚度。

X 射線熒光法（XRF）非常適用於測量鉻酸鹽轉化膜的厚度。最新的矽漂移檢測器具有明顯的優勢，遠勝於舊式的檢測器。

具體而言：

• 能量分辨率至少高出 5 倍
• 能夠分析輕元素（最輕可達鋁-13）
• 內部探測器準直器僅會記錄來自測量樣本的 X 射線，從而阻擋掉其他不必要的 X 射線。 憑藉 Bowman 強大的固態探測器，塗層厚度的檢測下限可低至幾納米，這在 PVD 潔淨鍍膜應用中是很常見的。
• Bowman 的 SDD 還具有其他優點，例如更低的檢測限，以及能夠清晰區分 Cr、Fe 和 Zn 等元素的峰值。因此，利用 Bowman 的 SDD，可以測量厚度僅有幾納米的不鏽鋼鍍層。此外，XRF 是一種非破壞性的檢測方法，與切片或掃描電鏡等檢測方法相比，其樣品準備時間極短。厚度測量結果幾秒鐘內即可獲得。

儀器設備/測量儀器

• 型號：Bowman B、P 及 L 系列
• 激發方式：具有準直器的微聚焦管
• X 光管：50 瓦特鎢靶材
• 檢測器：檢測器：大窗面矽漂移檢測器（LSDD）

樣品準備

Bowman 的臺式 XRF 分析系統，適用於各種大小的樣品。如果樣品能夠被放入測量腔內，且能被相機拍攝到，那麼通常不需要進行樣品預處理。該相機具有可調焦距的功能，因此能夠觀察到深度從幾毫米到 80 毫米以上的樣品。

校準

校準過程採用了基本參數算法，並符合相關的認證標準。

精確度

精確度是透過對處於靜止狀態的鉻酸鋅鋼樣品進行 30 次重複測量而得出的。精確度的測量結果如下：

由於 XRF 只能測量鉻酸鹽層中的金屬元素，而密度對於計算厚度而言非常重要，因此必須加入密度修正因子，才能得到準確的鉻酸鹽層厚度數值。

Bowman B、P 和 L 系列產品的特點與優點

• 高解析度、快速反應的 SDD，內置準直器
• 30 倍微觀攝影機，具備 6 倍數位變焦功能。
• 符合 IPC-4552、4553、4554 和 4556 的各項要求。
• 符合 ASTM B568、DIN 50987 及 ISO 3497 標準。

結論

Bowman B、P 和 L 系列儀器是快速且精確測量鉻酸鹽轉化層厚度的理想工具。其精度可達幾納米級，因此 Bowman 的臺式 XRF 儀器非常適用於品質控制及入庫檢查中的鉻酸鹽層厚度測量。