Messungen von Gold, Palladium und Silver
Kupfer- und Kupferlegierungsdraht wird oft mit Edelmetalloberflächen
elektrolytisch beschichtet. Diese Beschichtungen können einzeln sein, im
Falle von versilbertem Kupfer oder sie können aus mehreren Lagen bestehen
wie beispielsweise bei Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold
beschichtetem Kupferlegierungsdraht.
Die Leistungscharakteristika von reinen
Edelmetallablagerungen können mit Legierungszusätzen gesteigert werden.
So können beispielsweise Nickel und Kobalt dem Gold zugegeben werden, um
eine „harte“ Goldoberfläche zu produzieren. Diese Zusätze entwickeln
nicht nur die gewünschte Leistung der Beschichtungsablagerung, sie ändern
auch die Dichte der Beschichtung. Dies hat im Gegenzug eine Auswirkung
auf die Schichtdicke.
Die Beschichtung mit Edelmetallen wird am genauesten
gemessen mit Röntgenstrahlenfluoreszenztechniken. Der beschichtete Draht
wird einem Röntgenstrahlenbündel ausgesetzt und die
Röntgenfluoreszenzbeschaffenheit der Beschichtung wird freigesetzt. Der
fluoreszierende Röntgenstrahl wird von einem Zähler entdeckt. Unter
Zuhilfenahme der Zählungen pro Zeiteinheit, der Dichte der Beschichtung,
der Fluoreszenz und Absorbtionskonstanten, wird die Schichtdicke
berechnet. Nachdem dies ein berechneter Wert ist, werden
Standardisierungs- und Korrelationsprozeduren angewendet, um Präzision und
Genauigkeit zu garantieren. Dickestandards mit zertifizierten Werten und
Dichten werden benutzt, um das Meßinstrument zu kalibrieren. Die
Röntgenstrahlfluoreszenztechnik mißt die Dicke nur auf der Basis einer
angenommenen Dichte. Die tatsächliche Dichte einer Ablagerung ist sehr
schwierig zu messen, so daß ihr Wert aus einer anerkannten Reihe
ausgewählt werden muß, bevor die Dickemessung erfolgt.
Wie mit jedem Instrument entsprechen die Genauigkeit und
Präzision den üblichen Standards. Der "Rohfehler" in der
Röntgenfluoreszenz wird bei ±5% angesezt und stellt die Unsicherheit der
Messtechnik selbst dar. Wenn die
Dichte für die Beschichtung nicht korrekt dem die Dicke kalkulierenden
Algorithmus zugeordnet ist, kann der daraus resultierende Dickewert ganz
erheblich vom „tatsächlich“ beschichteten Dickewert abweichen.
Die Stichprobenauswahl der Fläche, bestimmt durch die
Punktgröße des Kollimators steht auch in Beziehung zum gemessenen Wert.
Es ist daher allgemein anerkannte und übliche Praktik, einen Kollimator
zu verwenden, der nicht mehr als halb oder ein Drittel so groß ist wie
die zu messende Drahtoberfläche. Dies ist im Besonderen kritisch für
Runddrähte.
Die Stichprobenauswahl der Zeiten muß auch berücksichtigt
werden. Längere Stichprobenzeiten ergeben mehr Zählungen und daher eine
größere Sicherheit, obwohl es einen geringeren Nutzen aus Stichproben mit
Zeiten über einer Minute gibt.
Die Auswahl der Probenposition ist ebenfalls wichtig. Die
Prüflinge sollten flach liegen und in der korrekten Höhe im Meßinstrument
angebracht werden. Ein unkorrekte Höhe des Prüflings kann zu einem 10-15%
Meßfehler führen. Der Prüfling muß so angebracht sein, daß der
Kollimator-Strahl entlang der Mittellinie eines geraden Stücks Draht
verläuft.
Um Edelmetalldickemeßwerte innerhalb eines anerkannten
Genauigkeitsbereiches für Röntgenfluoreszenz mit unterschiedlichen
Versuchsinstrumenten und in verschiedenen Umgebungen zu reproduzieren,
müssen die folgenden Faktoren zutreffen:
- Punktgröße
des Prüflings
- Kollimatorgröße
- Stichprobenzeit
- Dichtewert
Die akzeptierten Dichtewerte für
verschiedene Edelmetallbeschichtungen sind wie folgt:
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