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1、第32卷第1期原子能科学技术Vol.32,No.11998年1月AtomicEnergyScienceandTechnologyJan.1998用X射线荧光分析技术测定镀、包金层的厚度邓艳丽 李卫华 刘宝生 刘际时(中国原子能科学研究院核技术应用研究所,北京,102413)把X射线荧光分析和低能C射线散射技术相结合,准确地测量了镀、包金制品的镀、包金层厚度。可测定的最大镀、包层厚度为70Lm,测量准确度好于10%。关键词X射线荧光分析 低能C散射 镀、包层厚度中图法分类号O434112把X射线荧光分析技术和低能C射线散射技术结合,进行金制品和镀、包层厚度达70Lm
2、[1]的镀、包金膺品的甄别。为确定被测样品的实际价值,应准确地测定镀、包金膺品的镀、包层厚度。本工作只限于解决单元素材料(纯铜或纯银)衬底和单元素镀、包层(纯金)的镀、包层厚度测定。同时,对非单元素材料底衬和成色金镀、包层情况下测定镀、包层厚度的可行性进行初步探讨。1 原理关于受激X射线荧光分析的基本公式和镀、包层样品X射线荧光分析的基本公式已在关[1]241于金制品和镀、包金膺品甄别的工作中列举。使用Am源作激发源测定镀、包层厚度d时,需把X射线荧光分析和5915keV低能C散射结合考虑,得到3个对应的参数,即归一化的金0含量份额IAu、金谱线强度与“剩余”康普
3、顿散射谱线强度的比值R1、金谱线强度与“剩余”瑞利[1]散射谱线强度的比值R2。下面将分2种情况来讨论。111 薄镀、包层薄镀、包层是指镀、包层的厚度不能完全阻挡底衬材料产生的特征X辐射穿透镀、包层射至样品外并被探测器所探测。底衬材料特征X辐射穿透镀、包层的份额显然取决于镀、包层的00厚度d,这一份额同时又决定了归一化金含量份额值IAu,从而可建立起IAu2d的对应关系曲kd0线,这一曲线呈近似(1-e)的形式。因此可由IAu的值来确定d值。也可以用金谱线强度和底衬材料谱线的强度比值来确定d值。这是用X射线荧光分析技术测定镀层厚度另一方法。必0须注意的是应首先判定
4、样品是镀包金膺品,然后才能用IAu2d曲线来确定镀、包层厚度。因为邓艳丽:女,26岁,核技术应用专业,助理工程师收稿日期:1996201215 收到修改稿日期:199720621250原子能科学技术 第32卷对金和与底衬材料相同的元素混合而成的金制品在2种材料为一定比例时也将得到同一个0IAu值。112 厚镀、包层厚镀、包层是指镀、包层的厚度达到或超过了某一厚度,在该厚度下,底衬材料的特征X0辐射几乎完全被阻挡,探测器只测得作为镀、包层的金的特征X射线,已不能使用IAu值来确00定d。文献[1]表明,这时尽管d有不同的值,IAu值始终为1。即使IAu值都为1,但
5、R1值和R2值却随镀、包层厚度的不同而不同。因此,在纯铜或纯银为底衬,镀、包层为纯金的情况下,R1或R2值可用于确定厚镀、包层的厚度。不同厚度的镀、包层直接影响5915keV低能C康普顿[1]散射“有效层”和瑞利散射“有效层”中金、银或金、铜各自的“有效含量”,从而影响获取的能谱中康普顿散射谱线和瑞利散射谱线的强度,使不同厚度镀、包层对应不同的R1值和R2值。2 理论计算结果及分析理论计算使用的公式和采用的各种条件与文献[1]中的完全相同。只是在文献[1]中建立000IAu2R1和IAu2R2曲线,而在本工作中建立的是IAu2d、R12d和R22d曲线。0计算分别
6、以铜、银为衬底的归一化金含量IAu、金谱线强度与“剩余”康普顿散射谱线强度0的比值R1、金谱线强度与“剩余”瑞利散射谱线强度的比值R2,通过IAu、R1、R2与镀包层厚度d的关系可得如下结论:0kd(1)铜衬底或银衬底镀、包纯金的IAu2d曲线基本呈(1-e)的上升形式,但在铜衬底时曲线上升速度更快(图1(a1)、(b1))。0(2)在铜衬底镀、包层厚度<5Lm和在银衬底镀、包层厚度<20Lm的情况下,可用IAu2d曲线来确定镀、包层厚度,并且可以得到较好的精度。0(3)当镀、包层厚度大于(2)所给的范围后IAu值趋于饱和,曲线平缓变化至与坐标近乎平行。由于统计涨
7、落和测量误差,将带来d值的很大偏差,或根本不能判定d值。(4)纯铜衬底的R12d曲线随着d值的增大呈上升趋势,而纯银衬底的R12d曲线随着d值的增大呈下降趋势(图1(a2)、(b2))。两条曲线都趋向纯金制品的R1值。显然对某一个d值,使底衬材料为银、铜混合材料并调节银、铜比例,最终可将这d值对应的R1值调整为与纯金制品的R1值相等或相近。因此在只是纯铜底衬或纯银底衬的情况下,R1值固然可以用于确定d值,但对银、铜混合底衬材料而言,R1不是一个用于确定镀、包层厚度d的理想参数。(5)在铜衬底镀、包层厚度≥5Lm和在银衬底镀、包层厚度≥20Lm的情况下,R22d曲线
8、都呈近似双
