FI60447C - FOERFARANDE FOER MAETNING AV EN YTBELAEGGNINGS TJOCKLEK - Google Patents

FOERFARANDE FOER MAETNING AV EN YTBELAEGGNINGS TJOCKLEK Download PDF

Info

Publication number
FI60447C
FI60447C FI782106A FI782106A FI60447C FI 60447 C FI60447 C FI 60447C FI 782106 A FI782106 A FI 782106A FI 782106 A FI782106 A FI 782106A FI 60447 C FI60447 C FI 60447C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
coating
base material
energy
intensity
component
Prior art date
Application number
FI782106A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI782106A (en
FI60447B (en
Inventor
Heikki Kumpulainen
Risto Kuoppamaeki
Sakari Lehtola
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI782106A priority Critical patent/FI60447C/en
Publication of FI782106A publication Critical patent/FI782106A/en
Publication of FI60447B publication Critical patent/FI60447B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI60447C publication Critical patent/FI60447C/en

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Description

ΓβΊ Ml) KU ULUTUSJULKAISU ΖΓΙΔΑ π JSa lbj (11) utläcgningsskrift 6U44/ C .... Patentti ayönnetty 11 01 1982 *4öl2) Patent eeddelat ^ ^ (51) Kv.ik?/Inc.a.3 G 01 N 23/22 SUOMI — FINLAND (21) — P«ent»n«ei.nlng 782106 (22) H«k«mUpUvt — Antttknlngfdag 30.06.78 (23) Alkupllvl—Gllttghetadig 30.06.78 (41) Tullut lulklMksI — Bltvlt offmtllg 31.12.79 _ ^ ^ . (44) Nlhtlvikflpanoo ja kuuLJulkaltun pvm. —ΓβΊ Ml) KU RELEASE PUBLICATION ΖΓΙΔΑ π JSa lbj (11) utläcgningsskrift 6U44 / C .... Patent granted 11 01 1982 * 4öl2) Patent eeddelat ^ ^ (51) Kv.ik? /Inc.a.3 G 01 N 23 / 22 FINLAND - FINLAND (21) - P «ent» n «ei.nlng 782106 (22) H« k «mUpUvt - Antttknlngfdag 30.06.78 (23) Alkupllvl — Gllttghetadig 30.06.78 (41) Tullut lulklMksI - Bltvlt offmtllg 31.12. 79 _ ^ ^. (44) Date and date of issue. -

Patent- och registerstyrelsen Araökan uttagd och utUkrlftan publfctrad 30.09.81 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeu*— Begird prkx-ltet (71) Valtion teknillinen tutkimuskeskus, Reaktorilaboratorio, Otakaari 3 A, Ο215Ο Espoo 15, Suomi-Finland(Fl) (72) Heikki Kumpulainen, Helsinki, Risto Kuoppamäki, Espoo, Sakari Lehtola,Patent- och registerstyrelsen Araökan uttagd och utUkrlftan publfctrad 30.09.81 (32) (33) (31) Privilege requested * - Begird prkx-ltet (71) State Technical Research Center, Reactor Laboratory, Otakaari 3 A, Ο215Ο Espoo 15, Finland-Finland ( Fl) (72) Heikki Kumpulainen, Helsinki, Risto Kuoppamäki, Espoo, Sakari Lehtola,

Espoo, Suomi-Finland(Fl) (5^) Menetelmä pinnoitteen paksuuden mittaamiseksi - Förfarande för mätning av en ytbeläggnings tjocklekEspoo, Suomi-Finland (Fl) (5 ^) Method for measuring the thickness of the coating - Förfarande för mätning av en ytbeläggnings tjocklek

Keksinnön mukainen pinnoitteen paksuuden mittaus tapahtuu herättämällä pohjamateriaalissa olevan alkuaineen karakteristista röntgenfluoresenssisäteilyä ja mittaamalla tämän säteilyn intensiteetti, joka on mitta kerrospaksuudelle.The coating thickness according to the invention is measured by inducing the characteristic X-ray fluorescence radiation of the element in the base material and measuring the intensity of this radiation, which is a measure of the layer thickness.

Ko. alkuaineen röntgenintensiteetti alenee (pinnoitteen paksuuden aiheuttaman vaimennuksen verran) kerrospaksuuden kasvaessa.Ko. the X-ray intensity of the element decreases (by the attenuation caused by the thickness of the coating) as the layer thickness increases.

Ennestään tunnetaan menetelmä, jossa herätetään pinnoitteen tai pohjamateriaalin karakteristista röntgensäteilyä. Tunnettu esimerkki tästä on sinkkipinnoitteen paksuuden mittaus pohjamateriaalin ollessa terästä. Pinnoitteen paksuus saadaan määritetyksi mittaamalla joko raudan tai sinkin röntgenfluoresenssi-intensiteettiä.A method is known for raising the characteristic X-rays of a coating or a base material. A known example of this is the measurement of the thickness of a zinc coating when the base material is steel. The thickness of the coating is determined by measuring the X-ray fluorescence intensity of either iron or zinc.

Epäkohtana tämäntyyppisessä mittauksessa on käytettävissä olevan karakteristisen röntgenenergian epätarkoituksenmukaisuus tai soveltumattomuus tiettyä kerrospaksuutta suuremmilla pinnoitteen kerrospaksuuden arvoilla. Mikäli pinnoitteen kerrospaksuus on liian suuri, ts. pohjamateriaalin röntgenfluoresenssisäteily ei kykene tunkeutumaan pinnoitteen läpi ja/tai pinnoitteen kerrospaksuus on hyvin lähellä röntgenanalyyttista kyllästymispaksuutta, on kerrospaksuusmittauksessa turvauduttava muihin mittausmenetelmiin. On kuitenkin olemassa tilanteita, joissa muut menetelmät mm. beeta-takaisinsironta-, pyörrevirta-, ultraääni- tai magneettiset mittausmenetelmät eivät sovellu kerrosmäärityksiin.A disadvantage of this type of measurement is the inadequacy or unsuitability of the available characteristic X-ray energy at coating layer thickness values greater than a certain layer thickness. If the layer thickness of the coating is too large, i.e. the X-ray fluorescence radiation of the base material is not able to penetrate through the coating and / or the layer thickness of the coating is very close to the X-ray saturation thickness, other measurement methods must be used. However, there are situations where other methods e.g. beta backscatter, eddy current, ultrasonic or magnetic measurement methods are not suitable for layer determinations.

2 604472 60447

Keksinnön mukaiselle pinnoitteen paksuuden määritykselle on tunnusomaista se, että mitataan pohjamateriaalin sivu- tai hivenkomponentin röntgenfluoresenssi-intensiteettiä. Sivu- tai hivenkotnponentilla tarkoitetaan komponenttia, jonka pitoisuus on 0 - 5 %, pääkomponentin pitoisuus > 5 %. Sivu- tai hivenkomponentti valitaan siten, että sen karakteristisen röntgenfluoresenssisäteilyn energia on huomattavasti (Σ 50 %) suurempi kuin pinnoitteen tai pohjamateriaalin karakteristisen röntgenfluoresenssisäteilyn energia. Menetelmässä edellytetään ko. alkuaineen pitoisuuden pysyvän vakiona näytteestä toiseen tai erillistä ko. alkuaineen karakteristisen röntgensäteilyn intensiteetin mittausta saman näytekappaleen pin-noitteettomasta kohdasta. Ko. alkuaineen on oltava myös tasaisesti jakautunut kunkin näytekappaleen pohjamateriaalissa.The determination of the coating thickness according to the invention is characterized in that the X-ray fluorescence intensity of the side or trace component of the base material is measured. By side or trace component is meant a component with a concentration of 0 to 5%, a concentration of the main component> 5%. The side or trace component is selected so that the energy of its characteristic X-ray fluorescence radiation is considerably (Σ 50%) higher than the energy of the characteristic X-ray fluorescence radiation of the coating or base material. The method requires the concentration of the element remains constant from one sample to another or a separate measuring the characteristic X-ray intensity of an element from a non-coated point on the same sample. Ko. the element must also be evenly distributed in the base material of each sample.

Oheisessa piirustuksessa on havainnollistettu pinnoitteen paksuuden mittausta keksinnön mukaisella menetelmällä. Radioisotooppilähde 1 herättää pinnoitteen 2 ja pohjamateriaalin 3 komponenttien karakteristista röntgenfluoresenssisäteilyä, joka tunkeutuu pinnoitteen 2 läpi. Säteilyn intensiteetti mitataan detektorilla 4, jonka edessä voi olla suodatin 5 spektrin muokkaamiseksi tai balansoidun suo-datinparin ollessa kyseessä energiaresoluution parantamiseksi. Detektori 4, joka voi olla esim. tuikeilmaisin, on liitetty korkeajännitelähteeseen 6 ja vahvistimeen 7, josta pulssit viedään laskijaan 8. Röntgenfluoresenssi-intensiteetti mitataan pinnoitteettomasta kohdasta A ja pinnoitetusta kohdasta B. Kohdassa B pinnoitteen läpäisseen karakteristisen röntgensäteilyn intensiteetti ID onThe accompanying drawing illustrates the measurement of the thickness of the coating by the method according to the invention. The radioisotope source 1 excites the characteristic X-ray fluorescence radiation of the components of the coating 2 and the base material 3, which penetrates through the coating 2. The intensity of the radiation is measured by a detector 4, which may be preceded by a filter 5 to modify the spectrum or, in the case of a balanced pair of filters, to improve the energy resolution. The detector 4, which may be e.g. a scintillation detector, is connected to a high voltage source 6 and an amplifier 7, from which the pulses are fed to a counter 8. The X-ray fluorescence intensity is measured at uncoated point A and coated point B. At point B the characteristic X-ray intensity

DD

1=1· e‘upd B A1 = 1 · e’upd B A

missäwhere

I on karakteristinen röntgenintensiteetti pinnoitteettomassa kohdassa AI is the characteristic X-ray intensity at the uncoated point A

Π y on pinnoitteen efektiivinen massa-absorptiokerroin p on pinnoitteen tiheys d on pinnoitteen paksuusΠ y is the effective mass absorption coefficient of the coating p is the density of the coating d is the thickness of the coating

Pinnoitteen läpäisseen karakteristisen röntgensäteilyn intensiteetti Ig on mitta kerrospaksuudelle d. Mittauksessa oletetaan pohjamateriaalin olevan homogeenista ja pinnoitteen tiheyden säilyvän vakiona kyseessä olevalla näytetyypillä.The intensity Ig of the characteristic X-rays that have passed through the coating is a measure of the layer thickness d. The measurement assumes that the base material is homogeneous and that the density of the coating remains constant for the type of sample in question.

Esimerkkinä keksinnön soveltamisesta on kovakromin kerrospaksuuden määritys hapon-kestävän teräksen pinnalta. Kromin kerrospaksuus vaihtelee esim. 20 ym - 100 ym. Käytettäessä kromin karakteristista röntgenfluoresenssisäteilyä kyllästymispaksuus, joka antaa 95 % äärettömän paksun kromikerroksen intensiteetistä, on alle 40 ym.An example of the application of the invention is the determination of the layer thickness of hard chromium on the surface of acid-resistant steel. The layer thickness of chromium varies, for example, from 20 μm to 100 μm.

Claims (2)

60447 Raudan röntgenfluoresenssi-intensiteetti vaimenee 5 %:iin alkuperäisestä 9 pm:n paksuisessa kromikerroksessa. Beeta-takaisinsirontamenetelmälle pohjamateriaalin ja pinnoitteen keskimääräiset järjestysluvut ovat liian lähellä toisiaan riittävän tarkkuuden saavuttamiseksi. Ultraäänimenetelmä tai pyörrevirtamittaus ovat epätarkoituksenmukaisia tässä tapauksessa. Mittaukseen soveltuva, riittävän suurienerginen karakteristinen röntgensäteily saadaan pohjamateriaalin sivukomponenttina olevasta molybdeenista. Kovakromin kerrospaksuudet 20 - 100 pm vaimentavat sen intensiteetin 60 - 10 %:iin alkuperäisestä. Usein jokin sivu- tai hivenkomponentti, kuten tässä esimerkissä, tekee tarpeettomaksi harkita valmistusvaiheessa tapahtuvaa mittauskomponentti-lisäystä. Vaikka molybdeenin pitoisuus on pieni (n. 2 % - alle 1 %) ja sen röntgenfluoresenssi-intensiteetti pienehkö, tämä voidaan korvata sopivalla, mahdollisimman efektiivisellä herätysenergian valinnalla. Etua mittalaitteen yksinkertaisuutta silmälläpitäen syntyy myös siitä, että mitattava röntgenenergia on hyvin kaukana muista, pääkomponenttien energioista, ja niin ollen energiaselektii-visyys voi olla vaatimaton. Keksintö ei kuitenkaan rajoitu edellä esitettyyn esimerkkiin vaan voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.60447 The X-ray fluorescence intensity of iron decreases to 5% of the original in a 9 μm thick chromium layer. For the beta backscatter method, the average order numbers of the base material and the coating are too close to each other to achieve sufficient accuracy. Ultrasonic method or eddy current measurement are inappropriate in this case. Sufficiently high-energy characteristic X-rays suitable for the measurement are obtained from molybdenum as a side component of the base material. Hard layer thicknesses of 20 to 100 μm dampen its intensity to 60 to 10% of the original. Often, a side or trace component, such as in this example, makes it unnecessary to consider the addition of a measuring component at the manufacturing stage. Although the molybdenum content is low (about 2% to less than 1%) and its X-ray fluorescence intensity is lower, this can be replaced by a suitable, most efficient choice of excitation energy. An advantage in view of the simplicity of the measuring device also arises from the fact that the X-ray energy to be measured is very far from the energies of the other main components, and thus the energy selectivity can be modest. However, the invention is not limited to the above example but may vary within the scope of the claims. 1 Menetelmä pinnoitteen paksuuden mittaamiseksi tunnettu siitä, että mitataan pohjamateriaalin sisältämän sivu- tai hivenkomponentin karakteristisen röntgenfluoresenssisäteilyn intensiteetti sekä kappaleen pinnoittamattomasta että pinnoitetusta kohdasta ja sivu- tai hivenkomponentiksi valitaan sellainen komponentti, jonka karakteristisen röntgenfluoresenssisäteilyn energia on huomattavasti suurempi kuin pinnoite- tai pohjamateriaalin karakteristisen röntgen- fluoresenssisäteilyn energia.A method for measuring the thickness of a coating, characterized in that the intensity of the characteristic X-ray fluorescence of a side or trace component contained in the base material is measured from both the uncoated and coated part of the article and the component energy. 2 Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että pinnoitteena on kromi ja pohjamateriaalina on haponkestävä teräs.Method according to Claim 1, characterized in that the coating is chromium and the base material is acid-resistant steel.
FI782106A 1978-06-30 1978-06-30 FOERFARANDE FOER MAETNING AV EN YTBELAEGGNINGS TJOCKLEK FI60447C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI782106A FI60447C (en) 1978-06-30 1978-06-30 FOERFARANDE FOER MAETNING AV EN YTBELAEGGNINGS TJOCKLEK

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI782106A FI60447C (en) 1978-06-30 1978-06-30 FOERFARANDE FOER MAETNING AV EN YTBELAEGGNINGS TJOCKLEK
FI782106 1978-06-30

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI782106A FI782106A (en) 1979-12-31
FI60447B FI60447B (en) 1981-09-30
FI60447C true FI60447C (en) 1982-01-11

Family

ID=8511847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI782106A FI60447C (en) 1978-06-30 1978-06-30 FOERFARANDE FOER MAETNING AV EN YTBELAEGGNINGS TJOCKLEK

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI60447C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI782106A (en) 1979-12-31
FI60447B (en) 1981-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4228351A (en) Method for measuring the density of lightweight materials
FI59489B (en) FOERFARANDE FOER MAETNING AV BELAEGGNINGSMAENGDER
US2926257A (en) Method of measuring the thickness of thin coatings
Ahlberg Simple depth profile determination by proton-induced x-ray emission
FI60447C (en) FOERFARANDE FOER MAETNING AV EN YTBELAEGGNINGS TJOCKLEK
US3530296A (en) Method for measuring quantities associated with the filler distribution of paper
FI84861C (en) FOERFARANDA FOER BESTAEMNING AV YTVIKTEN HOS ETT BINDEMEDEL SOM HAR LAOGT ATOMTAL OCH AER BLANDAT MED HOEGRE ATOMTAL.
Cookson et al. Proton radiography
JPH0511917B2 (en)
Scharf et al. Thin layer activity depth distribution for wear measurements of cast iron
Yousif et al. Rapid simultaneous determination of sulfur and vanadium in crude oil using X-ray fluorescence
Batra et al. Determination of water content of plant leaves by beta attenuation
FI83706C (en) Method and apparatus for measuring paper formation
Fookes et al. Determination of iron in high-grade iron ore and of lead in lead concentrate by Compton scattering of 60-keV. gamma.-rays from americium-241
Manjunatha et al. New method to determine effective atomic number of samples via external bremsstrahlung
Rosner et al. Thickness gauging through the ratio of X-ray fluorescence lines
Turos et al. Determination of the total amount of oxygen atoms in silicon oxide surface layers by the nuclear reactions 16O (d, p1) 17O* and 16O (d, α) 14N
Lloyd et al. Recording micro-densitometer employing beta-radiation from a carbon-14 radioisotope source
DE1155924B (en) Device for layer thickness-independent measurement of the water or hydrogen content of material to be measured in layers with the help of neutrons
Wilde et al. Nuclear reaction analysis
Švitel et al. The determination of Br, Ag and I in pharmaceuticals using X-ray fluorescence excited by gamma sources
SU1010463A1 (en) Coating thickness measuring method
Kitamura et al. A double-detector method for precise identification of the depth location of light atoms in ERD analysis
Van Dyck et al. Automated energy-dispersive X-ray fluorescence analysis for diverse environmental samples
Karamanova Self-consistent empirical correction for matrix effects in X-ray analysis

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS