KR101411595B1 - Method of measuring coating weight of iridium - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 불용성 전극의 코팅층에 포함된 이리듐의 코팅량 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring the coating amount of iridium contained in a coating layer of an insoluble electrode.
강판에 연속적으로 전기 도금을 하기 위하여서는 도금욕조에 양전극을 설치하고 전류를 인가시켜 강판에 도금을 하게 된다. 도금용액은 강산을 기본으로 하기 때문에 일반적인 금속 전극을 양극으로 이용할 경우 쉽게 산에 침식되어 사용이 불가능하다. 통상적으로 전극 기판으로는 티타늄이 주로 사용되며 내식성을 증가시키기 위하여 표면에 이리듐과 탄탈륨의 합금을 코팅하게 된다.In order to continuously perform electroplating on the steel sheet, a positive electrode is provided in the plating bath, and a current is applied to the steel sheet. Since the plating solution is based on strong acid, it can not be used because it is easily eroded into acid when a general metal electrode is used as an anode. Typically, titanium is mainly used for the electrode substrate and the surface is coated with an alloy of iridium and tantalum in order to increase the corrosion resistance.
불용성 양극의 수명은 통상적인 조건에서 코팅된 이리듐의 양이 증가함에 따라 증가한다. 코팅된 전극은 도금욕조에서 사용함에 따라 코팅층이 침식되어 전기 도금 제품의 품질에 문제가 생기기 때문에 일정 시간이 지나면 불용성 전극을 재 코팅하여 사용하여야 한다. The lifetime of the insoluble anode increases as the amount of coated iridium increases under conventional conditions. Since the coated electrode is used in the plating bath, the coating layer is eroded to cause problems in the quality of the electroplated product. Therefore, the insoluble electrode should be re-coated after a certain period of time.
전극에 코팅되는 이리듐의 코팅량은 전극의 수명에 관계되며, 이리듐은 귀금속으로 매우 고가이기 때문에 신규 코팅된 이리듐 코팅량을 정확히 측정하여 사양에 적합한 제품이 납품 되었는지의 여부를 판단하는 것이 매우 중요하다. Since the amount of iridium coated on the electrode is related to the lifetime of the electrode, and iridium is very expensive as a noble metal, it is very important to accurately measure the amount of iridium coating newly coated to judge whether a product satisfying the specification has been delivered .
코팅층의 두께를 측정하는 가장 손쉬운 방법은 코팅된 전극의 단면을 관찰하는 것이다. 전극을 잘라내어 단면을 연마한 후 이를 광학 현미경이나 전자 현미경으로 관찰하면 코팅층의 두께를 알 수 있다. The easiest way to measure the thickness of the coating layer is to observe the cross-section of the coated electrode. The thickness of the coating layer can be determined by cutting the electrode and polishing the cross section and observing it with an optical microscope or an electron microscope.
그러나 이 방법은 여러가지 문제점을 가지고 있다. 먼저 이 방법은 시료를 파괴하기 때문에 실제로 사용하고자 하는 전극의 이리듐 코팅량을 측정할 수 없다. However, this method has several problems. First, since this method destroys the sample, the amount of iridium coating on the electrode actually used can not be measured.
또한, 시료 준비에 시간이 많이 걸리며 측정 위치에 따라 코팅 두께 편차가 커서 하나의 측정값으로 시료 전체를 대표할 수가 없다. 또한, 탄탈륨과 합금화된 전체 코팅 두께만 측정이 가능하기 때문에 이리듐만의 코팅량을 측정할 수 없는 문제점이 있다.In addition, it takes much time to prepare the sample, and the coating thickness variation is large depending on the measurement position, so that the entire sample can not be represented by one measurement value. In addition, since only the total thickness of the coating alloyed with tantalum can be measured, there is a problem that the coating amount of iridium alone can not be measured.
시료를 비파괴적으로 신속하게 측정하기 위하여서는 형광X선 방법이 많이 사용된다. 그러나 탄탈륨과 이리듐이 합금상태로 코팅된 전극의 경우 측정하고자 하는 형광X선의 선택과 데이터 처리에 따라 정확하지 않은 측정값을 나타낼 수도 있다. Fluorescence X-ray methods are often used to quickly measure samples non-destructively. However, in the case of an electrode coated with tantalum and iridium in an alloy state, the measurement of the fluorescent X-ray to be measured and the data processing may show an inaccurate measurement value.
통상적으로 코팅층의 두께를 측정하기 위하여서는 코팅층에서 방출되는 형광X선중 강도가 가장 큰 피크를 사용하거나, 코팅층을 구성하는 원소에서 방출되는 모든 피크를 측정한다. 그러나 이러한 방법을 사용할 경우 불용성 전극에서 가장 중요한 이리듐의 양만을 측정할 수 없다. Generally, in order to measure the thickness of the coating layer, the peak intensity of fluorescent X-ray emitted from the coating layer is the largest, or all the peaks emitted from the elements constituting the coating layer are measured. However, when this method is used, only the most important amount of iridium in the insoluble electrode can not be measured.
또한 코팅층 중 탄탈륨의 양이 증가할 경우 이리듐의 코팅량이 증가한 것처럼 계산되는 오류가 발생한다. Also, when the amount of tantalum in the coating layer increases, errors are calculated as if the coating amount of iridium increased.
본 발명에서는 불용성 전극의 코팅층에 포함된 이리듐 코팅량을 정확하게 측정하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for accurately measuring the amount of iridium coating contained in a coating layer of an insoluble electrode.
본 발명의 일 특징에 따른 이리듐 코팅량 측정방법은, 측정대상 불용성 전극의 코팅층에 포함된 이리듐 코팅량을 측정하는 방법으로서, 표준시료의 이리듐 코팅량과 상기 표준시료에서 측정된 형광X선 피크 간의 회귀식을 도출하는 단계; 및 상기 측정대상 불용성 전극에서 측정된 형광X선 피크를 상기 회귀식에 대입하여 이리듐 코팅량을 산출하는 단계;를 포함하되, 상기 불용성 전극의 코팅층은 탄탈륨과 이리듐이 혼합된 합금이고, 상기 형광X선 피크는 이리듐 L 베타선 피크일 수 있다.The iridium coating amount measuring method according to one aspect of the present invention is a method for measuring an iridium coating amount contained in a coating layer of an insoluble electrode to be measured, wherein the iridium coating amount of the iridium coating amount between the iridium coating amount of the standard sample and the fluorescent X- Deriving a regression equation; And calculating the iridium coating amount by substituting the fluorescent X-ray peak measured at the target insoluble electrode into the regression equation, wherein the coating layer of the insoluble electrode is an alloy containing tantalum and iridium, and the fluorescent X The line peak may be an iridium L beta line peak.
본 발명의 일 특징에 따른 이리듐 코팅량 측정방법에서, 상기 회귀식을 도출하는 단계는, 전극 기판에 상기 이리듐과 탄탈륨을 포함하는 코팅층의 두께를 다르게 형성하여 복수 개의 표준시료를 제조하는 단계; 상기 복수 개의 표준시료에 포함된 이리듐 코팅량을 측량하는 단계; 상기 복수 개의 표준시료에 형광X선을 조사하여, 각 표준시료의 이리듐 L 베타선 피크를 측정하는 단계; 및 상기 표준시료의 이리듐 코팅량과 상기 표준시료의 이리듐 L 베타선 피크 간의 회귀식을 도출하는 단계를 포함한다.In the method of measuring an iridium coating amount according to an aspect of the present invention, deriving the regression equation includes: forming a plurality of standard samples by forming a coating layer containing iridium and tantalum on the electrode substrate to different thicknesses; Measuring the amount of iridium coating included in the plurality of standard samples; Measuring the iridium L beta ray peak of each standard sample by irradiating the plurality of standard samples with fluorescent X-rays; And deriving a regression equation between the iridium-coated amount of the standard sample and the iridium L-beta ray peak of the standard sample.
본 발명에 따르면 비파괴적인 방법으로 신속하고 정밀하게 불용성 전극의 이리듐 코팅량을 측정할 수 있어 재코팅시 소요되는 비용을 절감할 수 있으며, 신규 코팅된 전극의 성능을 평가 할 수 있어 강판 제조 원가를 절감할 수 있다.According to the present invention, the iridium coating amount of the insoluble electrode can be measured rapidly and precisely by a non-destructive method, thereby reducing the cost required for re-coating and evaluating the performance of the newly coated electrode. Can be saved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이리듐 코팅량 측정방법의 순서도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 피크를 측정하는 측정장치의 개념도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이리듐과 탄탈륨이 코팅된 불용성 전극의 형광X선 스펙트럼이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 측정된 이리듐 코팅량과 무게차 방식으로 측정된 이리듐 코팅량과의 관계를 보여주는 그래프이다.1 is a flowchart of a method for measuring an iridium coating amount according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a conceptual diagram of a measuring apparatus for measuring an X-ray peak according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a fluorescent X-ray spectrum of an insoluble electrode coated with iridium and tantalum according to an embodiment of the present invention,
4 is a graph showing the relationship between the amount of iridium coating measured according to an embodiment of the present invention and the amount of iridium coating measured in a weight difference method.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
또한 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.Also, the drawings in the present application should be understood as being enlarged or reduced for convenience of description.
이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이리듐 코팅량 측정방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 피크를 측정하는 측정장치의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이리듐과 탄탈륨이 코팅된 불용성 전극의 형광X선 스펙트럼이다.2 is a conceptual diagram of a measuring device for measuring an X-ray peak according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic view of an apparatus for measuring an iridium coating amount according to an embodiment of the present invention. 1 is a fluorescent X-ray spectrum of an insoluble electrode coated with iridium and tantalum according to an embodiment.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 이리듐 코팅량 측정방법은, 표준시료의 이리듐 코팅량과 X선 피크 간의 회귀식을 도출하는 단계(S10), 및 상기 측정대상 불용성 전극에서 측정된 X선 피크를 상기 회귀식에 대입하여 이리듐 코팅량을 산출하는 단계(S20)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a method for measuring an iridium coating amount according to the present invention includes: (S10) deriving a regression equation between an iridium coating amount and an X-ray peak of a standard sample; (S20) of calculating an iridium coating amount by substituting the iridium coating amount into the regression equation.
본 명세서에서 불용성 전극이란 전극 기판과, 전극 기판에 코팅된 코팅층을 포함하는 개념으로 설명하며, 이리듐 코팅량이란 코팅층 내에 포함된 이리듐의 량으로 정의한다.In this specification, the insoluble electrode is defined as a concept including an electrode substrate and a coating layer coated on the electrode substrate, and the amount of iridium coating is defined as the amount of iridium contained in the coating layer.
회귀식을 도출하는 단계(S10)는, 다시 불용성 전극의 조성비와 동일한 조성비로 코팅량을 달리하여 복수 개의 표준시료를 제조하는 단계(S11)와, 상기 제조된 표준시료에 포함된 이리듐 코팅량을 측량하는 단계(S12), 상기 제조된 표준시료의 이리듐 L 베타선 피크를 측정하는 단계(S13), 및 상기 표준시료의 이리듐 코팅량과 상기 이리듐 L 베타선 피크 간의 회귀식을 도출하는 단계 (S14)로 구분될 수 있다.Step S10 of deriving the regression equation includes a step (S11) of preparing a plurality of standard samples with different coating amounts at the same composition ratio as the composition ratio of the insoluble electrodes, and a step Measuring the iridium L beta-ray peak of the prepared standard sample (S13), and deriving a regression equation between the iridium-coated amount of the standard sample and the iridium L beta-ray peak (S14) Can be distinguished.
먼저, 복수 개의 표준시료를 제조하는 단계(S11)는, 동일한 전극 기판에 서로 다른 코팅량을 갖는 코팅층을 형성하여 표준시료를 복수 개 제조한다. 구체적으로 복수 개의 표준시료는 측정대상 불용성 전극에 형성된 코팅량을 포함하여 코팅량을 달리하여 다수 개의 표준시료를 제작한다.First, a plurality of standard samples are prepared by forming coating layers having different coating amounts on the same electrode substrate (S11). Specifically, a plurality of standard samples includes a coating amount formed on an insoluble electrode to be measured, and a plurality of standard samples are produced with different coating amounts.
일반적으로 코팅층은 전극 기판상에 코팅되며, 탄탈륨(Ta)과 이리듐(Ir)의 합금으로 제조된다. 따라서 표준시료의 전극 기판은 티타늄 전극 기판을 사용하며, 코팅층은 측정대상 불용성 전극에 형성된 코팅층의 탄탈륨/이리듐 조성비와 동일하게 제작되는 것이 바람직하다. 이때, 측정대상 코팅층의 조성비는 실제 알고 있는 조성비, 또는 제조사에서 제공되는 스펙 정보나, 표본 검사 등을 통해 알 수 있다. 만약, 조성비 차이가 큰 경우에는 측정값의 오차가 커지는 문제가 있다.In general, the coating layer is coated on the electrode substrate and is made of an alloy of tantalum (Ta) and iridium (Ir). Therefore, it is preferable that a titanium electrode substrate is used as the electrode substrate of the standard sample, and the coating layer is formed to have the same composition ratio as the tantalum / iridium composition of the coating layer formed on the insoluble electrode to be measured. At this time, the composition ratio of the coating layer to be measured can be known through a known composition ratio, specification information provided by the manufacturer, sample inspection, and the like. If the compositional ratio difference is large, there is a problem that the error of the measured value increases.
이후, 제조된 표준시료에 포함된 이리듐 코팅량을 측량하는 단계(S12)는, 표준시료의 코팅 전 후의 무게 차이를 측정하여 코팅층의 무게를 산출하고, 이를 단위면적으로 나누어 면적당 코팅층 무게(g/m2)를 산출한다. 이후, 면적당 코팅층 무게는 이리듐과 탄탈륨의 성분비에 따라 보정하여 이리듐의 면적당 무게(g/m2)로 환산한다.Thereafter, the iridium coating amount included in the manufactured standard sample is measured (S12). The weight difference of the coating layer before and after coating the standard sample is calculated. The weight of the coating layer is divided by the unit area, m 2 ). Thereafter, the weight of the coating layer per area is converted into the weight per unit area (g / m 2 ) of iridium by adjusting the composition ratio of iridium and tantalum.
일반적으로 불용성 전극 중에서 이리듐의 비율은 약 65% 정도(환산 상수)이므로, 산출된 불용성 전극의 면적당 무게에 정해진 환산 상수를 곱하여 이리듐만의 면적당 코팅량을 산출할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 상기 환산상수는 실제 알고 있는 비율, 제조사에서 제공되는 스펙 정보, 또는 표본 검사 등을 통해 적절히 성분비를 조절하여 환산상수를 산출할 수도 있다.In general, since the ratio of iridium in the insoluble electrode is about 65% (conversion constant), the coating amount per iridium alone can be calculated by multiplying the calculated weight per area of the insoluble electrode by the conversion constant. However, the conversion constant is not necessarily limited to this, and the conversion constant may be calculated by appropriately adjusting the component ratio through a ratio of actually known, specification information provided by the manufacturer, sample inspection or the like.
만약, 코팅층을 기판에 코팅 후 열처리하는 경우 이리듐은 산화이리듐(IrO2)으로, 탄탈륨은 산화 탄탈륨(Ta2O5)으로 변화된다. 따라서, 탄탈륨과 이리듐 및 산소(O)의 원자량이 각각 181.0, 192.2, 16이므로 금속상태의 탄탈륨과 이리듐이 산화상태로 되면 원자량을 계산하여 보정해 주어야 한다. 즉, 산화된 경우 탄탈륨에 더 많은 산소가 결합되므로 이를 원자량에 따라 보정하여 정확한 이리듐과 탄탈륨의 비율을 산출하는 것이다.If the coating layer is coated on the substrate and then heat-treated, iridium is changed to iridium oxide (IrO 2 ) and tantalum is changed to tantalum oxide (Ta 2 O 5 ). Therefore, the atomic weights of tantalum, iridium, and oxygen (O) are 181.0, 192.2, and 16, respectively. That is, when oxygen is oxidized, more oxygen is bonded to tantalum, so it is corrected according to the atomic amount to calculate the ratio of iridium to tantalum accurately.
제조된 표준시료의 이리듐 L 베타선 피크를 측정하는 단계(S13)는, 제조된 복수 개의 표준시료에 각각 형광 X선을 입사시켜 방출된 형광X선을 측정한다. 구체적으로 X선 측정기는 도 2와 같은 X선 형광 분석기(X-Ray Fluorescence Analyzer, 100)를 이용하여 X선을 조사하고 검출기를 통해 방출된 X선을 검출한다.In the step (S13) of measuring the iridium L beta ray peak of the prepared standard sample, fluorescent X-rays are respectively incident on the prepared plurality of standard samples, and the emitted fluorescent X-rays are measured. Specifically, the X-ray measuring apparatus irradiates the X-ray using the X-ray fluorescence analyzer (100) as shown in FIG. 2 and detects the emitted X-rays through the detector.
형광X선 광원(110)을 이용하여 코팅층(20)이 형성된 전극기판(10)에 형광X선을 조사하면 서로 상이한 에너지의 형광X선이 방출되고, 검출기(120)를 통해 X선을 검출한다. When fluorescent X-rays are irradiated to the
이때, 형광X선은 20keV 이상의 에너지를 가지는 X선 광원을 이용한다. X선이 20keV 이하의 에너지를 갖는 경우, 코팅층(20)에 조사되어도 형광X선이 발생하지 않거나 매우 미약하여 측정이 어려운 문제가 있다.At this time, the fluorescent X-ray uses an X-ray light source having an energy of 20 keV or more. When the X-ray has an energy of 20 keV or less, fluorescent X-rays are not generated even when irradiated onto the
또한, 검출기(120)는 에너지 분해능이 충분히 좋은 검출기를 사용하는 것이 좋다. 구체적으로 Si PIN 다이오오드 또는 SDD(Silicon Drift Detector)를 사용해야 하는 것이 바람직하며, PC(Proportional Counter)의 경우에는 에너지 분해능이 낮아 정확한 측정이 어려운 문제가 있다.It is also preferable that the
표준시료에 형광X선을 조사하면 다양한 종류의 형광X선이 방출된다. 방출되는 형광X선은 기판인 티타늄에서 방출되는 형광X선과, 불용성 전극에서 방출되는 탄탈륨, 및 이리듐의 형광X선이 있다. 이들 형광X선은 다시 여러 가지 에너지로 나뉘고, 이들 중 어느 에너지의 형광X선을 이용하느냐에 따라 측정값이 달라진다.When fluorescent X-rays are irradiated on a standard sample, various types of fluorescent X-rays are emitted. Fluorescent X-rays emitted include fluorescent X-rays emitted from the substrate, titanium, tantalum emitted from insoluble electrodes, and fluorescent X-rays of iridium. These fluorescence X-rays are again divided into various energies, and the measured values depend on which fluorescent X-rays of the energy are used.
통상적인 형광X선 측정기에서 측정 가능하면서 강도가 큰 대표적인 형광 X선의 종류는 하기 표 1에 열거된다. 여기서, L 알파(alpa)선와 L 베타(beta)선 등은 원자의 에너지 준위 레벨에 따라 정해지는 공지의 형광X선 피크인바 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.Typical types of fluorescent X-rays that can be measured by a conventional fluorescent X-ray meter and have high intensity are listed in Table 1 below. Here, the L-alpha (alpa) line and the L-beta (beta) line are known fluorescence X-ray peaks determined according to the energy level level of the atoms.
통상적으로 이리듐의 코팅량을 측정하는 방법은 크게 두 가지가 있다. 먼저 불용성 전극에서 발생하는 가장 큰 형광X선을 이용하는 것이다. 또 하나의 방법은 기판에서 방출되는 형광X선의 강도와 불용성 전극에서 발생하는 형광X선을 동시에 이용하는 것이다. Generally, there are two methods for measuring the coating amount of iridium. First, the largest fluorescent X-ray generated from the insoluble electrode is used. Another method is to simultaneously use the intensity of the fluorescent X-ray emitted from the substrate and the fluorescent X-rays generated from the insoluble electrode.
그러나 불용성 전극의 코팅층은 합금으로 되어 있으므로 이러한 방법을 사용하면 이리듐만의 코팅량을 측정하는데 오류가 발생하여 정확한 측정이 불가능하게 된다. However, since the coating layer of the insoluble electrode is made of an alloy, if this method is used, the measurement of the coating amount of iridium alone may be erroneous and accurate measurement becomes impossible.
왜냐하면, 탄탈륨과 이리듐이 합금화된 코팅층에서 발생하는 X선 중 가장 강도가 큰 형광X선(도 3의 A)은 약 9.2 kev에서 방출되는 형광X선 피크인데, 이 피크는 탄탈륨 L 베타 피크와 이리듐 L 알파 피크가 겹치기 때문이다.This is because the fluorescent X-ray having the highest intensity among the X-rays generated from the coating layer in which tantalum and iridium are alloyed (FIG. 3 A) is a fluorescent X-ray peak emitted at about 9.2 keV, L alpha peaks overlap.
따라서 이 피크를 이용하게 될 경우, 이리듐 코팅량은 일정한데 탄탈륨의 성분이 증가하더라도 피크의 강도가 커져 결과적으로 이리듐의 코팅량이 증가한 것처럼 계산된다. 이러한 현상은 이리듐과 탄탈륨 피크를 동시에 이용하거나, 이리듐과 모재인 티타늄 피크를 동시에 이용할 경우에도 발생하게 된다.Therefore, when this peak is used, the amount of iridium coating is constant. Even if the component of tantalum is increased, the intensity of the peak is increased, and as a result, the coating amount of iridium is increased. This phenomenon occurs when the iridium and tantalum peaks are used at the same time or when the iridium and the titanium peak as the base material are used at the same time.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 각 표준시료의 이리듐 L 베타 피크(도 3의 B)만 측정하여 이리듐의 코팅량을 정확하게 산출할 수 있는 장점이 있다.Therefore, in one embodiment of the present invention, there is an advantage that the iridium coating amount can be accurately calculated by measuring only iridium L beta peak (B in FIG. 3) of each standard sample.
이후, 회귀식을 도출하는 단계(S14)는, 각 표준시료의 이리듐 L 베타 피크값과 이리듐 코팅량을 이용하여 회귀식을 도출한다. 구체적으로 회귀식은 커브 피팅 프로그램에 하기 관계식 1을 넣고, 각 표준시료의 이리듐 L 베타 피크값과 이리듐 코팅량 측정값을 이용하여 하기 관계식 1의 a, b, c 상수를 구하여 도출할 수 있다.Thereafter, a regression equation is derived using the iridium L beta peak value and the iridium coating amount of each standard sample in step S14 of deriving the regression equation. Specifically, the regression equation can be derived by putting the following
[관계식 1][Relation 1]
이리듐 코팅량 = a + b(I)+ c(I2) Iridium coating amount = a + b (I) + c (I 2 )
(이때, a, b,c는 상수이고, I 는 이리듐 L beta 형광 X선 강도이다.)(Where a, b, and c are constants and I is iridium L beta fluorescent X-ray intensity).
또는, 동일한 방법으로 하기 관계식 2를 이용하여 상용의 프로그램(EXCEL 등)에 의해 회귀식을 구할 수도 있다. Alternatively, a regression equation may be obtained by a commercial program (EXCEL or the like) using the
[관계식 2][Relation 2]
이리듐 코팅량 = d ln(1-eI) Iridium coating amount = d ln (1-eI)
(이때, d, e는 상수이고, I 는 이리듐 L beta 형광X선 강도이다.)(Where d and e are constants and I is iridium L beta fluorescent X-ray intensity).
즉, 본 발명에 따른 이리듐 L 베타선 피크와 이리듐 코팅량간의 회귀식은 관계식 1 또는 관계식 2의 상수 a 내지 e를 표준시료의 이리듐 L 베타 피크값과 이리듐 코팅량 측정값을 이용하여 구함으로써 도출될 수 있는 것이다.That is, the regression equation between the iridium L beta-ray peak and the iridium coating amount according to the present invention can be derived by using the constants a through e of the
만약, 상기 관계식 1 또는 2를 사용하지 않고, 1차식을 사용할 경우에는 측정 범위가 매우 좁아서 넓은 영역에 걸쳐 측정할 경우 오차가 증가하게 된다. 또한, 3차식 이상의 다항식은 물리적인 현상과 일치하지 않아 오차가 증가하는 문제가 있다.If the linear equation is used without using the relational expression (1) or (2), the measurement range is very narrow and the error increases when the measurement is performed over a wide area. In addition, the polynomial equation of a cubic or higher-order polynomial is inconsistent with a physical phenomenon, which causes an increase in error.
이후, 측정대상 불용성 전극에 포함된 이리듐 코팅량을 산출하는 단계(S20)는, 측정하려는 불용성 전극에 X선을 인가하여 이리듐 L 베타선을 검출한다. 이후, 검출된 이리듐 L 베타선을 전술한 회귀식에 대입하여 이리듐의 코팅량을 산출한다. 이때, 이리듐 L 베타선은 전술한 X선 형광 분석기(X-Ray Fluorescence Analyzer)를 이용하여 동일한 방법으로 측정할 수 있다.Then, in step S20 of calculating the amount of iridium coating contained in the insoluble electrode to be measured, X-ray is applied to the insoluble electrode to be measured to detect iridium L-beta rays. Thereafter, the detected iridium L beta ray is substituted into the above regression equation to calculate the coating amount of iridium. At this time, the iridium L beta rays can be measured by the same method using the above-described X-ray fluorescence analyzer.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 측정된 이리듐 코팅량과 무게차 방식으로 측정된 코팅량과의 관계를 보여주는 그래프이고, 하기 표 2은 무게차 방법으로 측정한 코팅량과 본 발명에 따른 이리듐 코팅량을 비교한 그래프이다. 무게차 방법은 측정 효과 기판에 불용성 전극을 코팅하기 전과 후의 무게차를 이용하여 계산하였다.FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of iridium coating measured according to an embodiment of the present invention and the amount of coating measured by the weight difference method. Table 2 shows the amount of coating measured by the weight difference method, Iridium coating amount. The weight difference method was calculated using the weight difference before and after coating the insoluble electrode on the measurement effect substrate.
표 2에서 보이는 바와 같이 본 발명의 방법으로 계산한 코팅층의 부착량과 비교하여 10%이내의 오차범위를 가져 거의 유사하게 코팅량을 산출할 수 있음을 알 수 있다.
As shown in Table 2, it can be seen that the coating amount can be calculated almost similarly to the coating amount of the coating layer calculated by the method of the present invention with an error range of less than 10%.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
10: 전극 기판
20: 코팅층
110: 형광X선 광원
120: 검출기10: electrode substrate
20: Coating layer
110: Fluorescent X-ray light source
120: detector
Claims (6)
표준시료의 이리듐 코팅량과 상기 표준시료에서 측정된 형광X선 피크 간의 회귀식을 도출하는 단계; 및
상기 측정대상 불용성 전극에서 측정된 형광X선 피크를 상기 회귀식에 대입하여 이리듐 코팅량을 산출하는 단계;를 포함하고,
상기 불용성 전극의 코팅층은 탄탈륨과 이리듐이 혼합된 합금이고, 상기 형광X선 피크는 이리듐 L 베타선 피크이고,
상기 회귀식을 도출하는 단계는,
전극 기판에 상기 이리듐과 탄탈륨을 포함하는 코팅층의 코팅량을 다르게 형성하여 복수 개의 표준시료를 제조하는 단계;
상기 복수 개의 표준시료에 포함된 이리듐 코팅량을 측량하는 단계;
상기 복수 개의 표준시료에 형광X선을 조사하여, 각 표준시료의 이리듐 L 베타선 피크를 측정하는 단계; 및
상기 표준시료의 이리듐 코팅량과 상기 표준시료의 이리듐 L 베타선 피크 간의 회귀식을 도출하는 단계를 포함하고,
상기 이리듐 코팅량을 산출하는 단계에서 상기 불용성 전극에 조사되는 형광X선의 세기는 20keV 이상인, 이리듐 코팅량 측정방법.
A method for measuring an iridium coating amount contained in a coating layer of an insoluble electrode to be measured,
Deriving a regression equation between the iridium coating amount of the standard sample and the fluorescent X-ray peak measured in the standard sample; And
And calculating the iridium coating amount by substituting the fluorescent X-ray peak measured at the insoluble electrode to be measured into the regression equation,
Wherein the coating layer of the insoluble electrode is a mixture of tantalum and iridium, the fluorescent X-ray peak is an iridium L beta ray peak,
The step of deriving the regression equation includes:
Forming a plurality of standard samples by forming a coating amount of the coating layer containing iridium and tantalum on the electrode substrate differently;
Measuring the amount of iridium coating included in the plurality of standard samples;
Measuring the iridium L beta ray peak of each standard sample by irradiating the plurality of standard samples with fluorescent X-rays; And
And deriving a regression equation between the iridium-coated amount of the standard sample and the iridium L-beta ray peak of the standard sample,
Wherein the intensity of the fluorescent X-ray irradiated to the insoluble electrode in the step of calculating the iridium coating amount is 20 keV or more.
상기 표준시료에 포함된 이리듐 코팅량을 측량하는 단계는,
상기 코팅층의 단위 면적당 무게에서 상기 이리듐의 비율을 곱하여 산출하는, 이리듐 코팅량 측정방법.
The method according to claim 1,
Measuring the amount of iridium coating contained in the reference sample,
And calculating the iridium coating amount by multiplying the weight per unit area of the coating layer by the ratio of the iridium.
상기 표준시료에 포함된 이리듐 코팅량을 측량하는 단계는,
상기 코팅층의 이리듐과 탄탈륨이 산화된 경우에는 산화 이리듐과 산화 탄탈륨의 원자량을 계산하여 상기 비율을 보정하는, 이리듐 코팅량 측정방법.
The method of claim 3,
Measuring the amount of iridium coating contained in the reference sample,
Wherein when the iridium and tantalum of the coating layer are oxidized, the atomic weight of iridium oxide and tantalum oxide is calculated and the ratio is corrected.
상기 회귀식을 도출하는 단계는,
상기 표준시료의 이리듐 코팅량과 상기 표준시료의 이리듐 L 베타선 피크값, 및 하기 관계식 1을 이용하여 회귀식을 도출하는, 이리듐 코팅량 측정방법.
[관계식 1]
이리듐 코팅량 = a + b(I)+ c(I2)
(이때, a, b,c는 상수이고, I 는 이리듐 L beta 형광 X선 강도이다.)
The method according to claim 1,
The step of deriving the regression equation includes:
A regression equation is derived using the iridium-coated amount of the standard sample, the iridium L-beta ray peak value of the standard sample, and the following relational expression 1:
[Relation 1]
Iridium coating amount = a + b (I) + c (I 2 )
(Where a, b, and c are constants and I is iridium L beta fluorescent X-ray intensity).
상기 회귀식을 도출하는 단계는,
상기 표준시료의 이리듐 코팅량과 상기 표준시료의 이리듐 L 베타선 피크값 및 하기 관계식 2를 이용하여 회귀식을 도출하는, 이리듐 코팅량 측정방법.
[관계식 2]
이리듐 코팅량 = d ln(1-eI)
(이때, d, e는 상수이고, I 는 이리듐 L beta 형광 X선 강도이다.)The method according to claim 1,
The step of deriving the regression equation includes:
A regression equation is derived by using the iridium-coated amount of the standard sample, the iridium L-beta ray peak value of the standard sample, and the following relational expression.
[Relation 2]
Iridium coating amount = d ln (1-eI)
(Where d and e are constants and I is iridium L beta fluorescent X-ray intensity).
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| KR20160076382A (en) | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 희성금속 주식회사 | Testing Apparatus for life expectancy of insoluble electrode and Testing Method for life expectancy of insoluble electrode |
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