No.0110/09FISCHERNEwSlEttER®«editorial»我们很荣幸向您介绍我们公司的第二期«FISCHERSCOPE»杂志。经过过去一年的艰苦努力,我们应该重新坚定信心。菲希尔将继续把公司发展重点放在投资、技术创新和延长仪器产品的使用寿命上-例如,我们的新型X射线荧光分析仪可以在真空中进行分析测量,另外我们还为您提供了用于测试和有针对性的进行生产管理的新工具,可对薄膜太阳能电池的生产进行流程监控。在触觉测量领域,第二代MMSPC2表现出全新的产品特性;同时在与生产流程测量的结合使用方面,也得到了持续改善。在亚洲和欧洲,菲希尔还继续投资开设了新的销售与售后服务办事处,以便我们能够更加贴近客户。公司还扩展了新的合作伙伴/代理机构,例如在葡萄牙和越南。此外,我们会定期在许多地区举办国际性的客户研讨会,例如针对我们的经典设备或X射线仪器进行介绍和推广,欲了解相关信息请向我们进行咨询!在12月份将在瑞士举办一个主题为黄金和珠宝测量的国际研讨会,主要面向海关和检验局人员(参见最后一页)。愿我们的«FISCHERSCOPE»杂志为您带来愉快的阅读感受。«closerexamination»用全面的服务,赢得更大的市场南通菲希尔测试仪器有限公司成立的十多年来,一方面努力发展公司的业务,另一方面又致力于为相关行业组织和协会服务。在长期不懈地努力下,得到了企业和社会的认同,并得到了许多的荣誉(P.1)。我们现在是:中国表面工程协会会员单位上海电镀协会会员单位上海电子电镀协会会员单位……进入2010年,我们公司的业务持续向上发展。为了抓住世界博览会在上海举办带来的契机,也为了向我们的客户提供更好的支持,我们:•隆重参加了CPCA展览会(P.2)-在中国最大的印刷线路板展览会上展示我们的产品。•在苏州地区召开了新产品发布会-苏州地区是Fischer产品在中国最重要的市场之一。-用我们最新的产品来满足客户的需求。•成立了成都办事处-继2008年成立西安办事处后,又一开发中国西部市场的举措。-能够更快速、更有效地为中国西南部市场服务。……如过您想要进一步了解菲希尔的产品和动态,请访问或者与我们联系。No.02CoatingThicknessMaterialTestingMaterialAnalysisMicrohardnessFISCHERNEwSlEttER®CHInAFISCHERSCOPE®No.0210kV50kV20kV(Chan)(cps)GaCuSiMnAlTe资信源于实践真空中的X-射线荧光(XRA)XUV®773是HelmutFischerGmbH公司生产的首台样品箱带有抽真空功能的X射线仪器,它与市场上的其它真空XRA系统相比,在许多方面存在不同。在测量过程中,可以通过摄像进行监控测量位置;测量点的尺寸按比例绘制到视频图像中;像其它FischerX-射线仪器一样,本仪器也可以根据需要改变测量距离,并且具有相当大的调节范围;测量时可通过电机驱动的测量台对样品进行编程扫描;或是用控制杆调节样品到不同的测量点上。WinFTM®软件可以在没有标准片校准的情况下能准确测量固体及层状结构的样品。为什么要在真空中进行测量?这有两个重要的原因:一个原因是,样品和探测器之间被吸收的有效辐射在真空中将会大幅度降低,尽管对于S-K射线(2.38keV)来说,这个空气间隙对信号的抑制只有50%,但是对于AI-K射线(1.5keV)其对信号的抑制却高达90%,对于Na-K射线(1.04keV)甚至高于99%。因此,在对钠、镁、铝和硅元素进行分析时,如果不使用真空箱那么测量结果将有可能与实际不符或是受到极大限制。另一个原因是,原辐射线在到达样品前会与大气层产生相互作用,同时散射线和元素氩荧光射线也会向探测器方向发射,在这些情况,对测量造成的干扰是非常显著的(例如,在对薄Pd镀层进行测量时)。为什么要使用多次激发?以下三个宝石的光谱图显示出完整﹝轻金属和重金属﹞分析的特殊性,轻金属(铝、硅)最好是通过“软”激发即﹝底能量的X-rays﹞,这是一种蓝色光谱。X-ray管电压约为10kV,这才可以在分析轻元素时有最佳信号与杂信比;而中等和重元素便会相对比较差(例如:铜)或甚至没有(例如:镓)被激发而产生荧光射线的辐射,对这些元素,应首先使用双倍的X-ray管电压(黄色光谱),但对于元素镓,其背景杂信将会比较高。此外,我们还在光谱图中找到了许多Bragg峰,它们会对计算结果造成干扰。使用较高的X-ray管电压并结合一个适当的滤片(黑色光谱)来进行测量工作是很合理的做法。这样可以产生比较清楚的Figure1:XUV®773Figure2:TourmalineAnalysisNo.02FISCHERSCOPE®资信源于实践FISCHERSCOPE®MMS®PC2在生产设备中越来越多的企业开始在生产设备上对产品的涂镀层厚度是否符合规范要求进行直接的监测,这避免了废品的产生并且有助于对生产流程进行及时调整,为此需要一个测量装置,可以与生产设备上的控制和监督单元进行联系。全新研发的FISCHERSCOPE®MMS®PC2就是非常适合此应用的产品,测量值显示在一个易于读取的TFT显示屏上,仪器上具有符合标准的USB,LAn和COM通信接口,测量设备的操作可以通过内置的触摸屏或外接键盘或鼠标来进行,操作系统是微软公司的Windows®CE,用户接口符合许多PC程序的常用接口方式。荧光峰值来作出元素分析及同时也可以进行Bragg峰值修正。软件可以用一次测量动作来使用多至三个不同激发条件下进行定量分析,所以在此用户不需要对以上的不同激发条件下的问题而困惑。正确使用设置多次激发可以通过WinFTM®的测量任务执行,当然预先设定的特定类别应用程序是需要专业的人士预先精心设定。研究实际上应用真空X-射线XUV®773仪器进行检测已经开始了,在我们的应用实验室和研发部门中有许多测试请求和测试样本,全新的硬件(真空,SDD检测器)和先进的软件WinFTM®6.23(多次激发、散射计算、跟踪分析)需要经过及适用于各种不同的测量需要,从中会产生一些新的知识,这将以应用报告的形式进行发布。这里是关于钢分析的一个小示例:首先使用“硬“的性质,50kV(紫色光谱),然后用“柔“的性质,8kV(橙色光谱)进行激发,在进行评估时必须要结合这两次的信息,以便得到表格中显示的结果。Dr.VolkerRößiger博士AlMoCrVSiSVCrMoFeNiCuAlSiSVCrNiCuMo平均值[%]0,4581,537-0,0040,0259,2190,3030,1151,017标准偏差[%]0,0330,0630,0060,0010,0130,0090,0050,008图1:涂镀层厚度测量设备的基本结构ProbesFigure3:SteelAnalysis(50kV)Figure4:SteelAnalysis(8kV)FISCHERSCOPE®No.02插图1:在银涂层上测得的马氏硬度为1627n/mm2(10mn/10s,PicodentorHM500)。中间镍镀层和铝质基材之间分别清晰可辨通常情况下,工业设备进行控制和监测是使用PLC(可编程控制器,而PLC和其它设备之间的信息交换是通过独立的导线来完成,为了避免电子干扰从而提高生产过程安全性,设备委与PLCS之间的控制导线是必须保持电气隔离状态。通过可以安装到FISCHERSCOPE®MMS®PC2上的新型“数位I/O模块”便可满足上述要求,此模块可提供8个输入信号和24个输出信号。使用最高可达24V的外接电源电压,每个输出信号最大可负载是0.5A。对于简单的任务,FISCHERSCOPE®MMS®PC2可以使用内置的数字I/O模块而不用PLC﹝例如,可以定义零件公差范围,在超出或低于此范围值时﹞来进行直接操作筛选开关或控制显示灯的输出。FISCHERSCOPE®MMS®PC2也特别适用于产品须要同时作多个不同位置检测,仪器可以连接多至8支测量探头同时在不同位置测量涂镀层厚度。(图1)例子:位于Rottweil的Mah-leGmbH公司使用此“多通道测量”方式同时在两个不同位置测量铝活塞上Ferrotec®层的涂镀层厚度(图2)。而此类的活塞是需要100%检测,活塞的输送和探头的放置都是自动进行的,使用En3型号的探头测量涂镀层厚度,探头是根据电磁感应原理来进行工作。总结,探头对于自动涂镀层厚度测量是十分重要的,依靠可提供多种探头HelmutFischerGmbH公司可为绝大多数测量任务提供一个最合适的探头,对于自动测量来说,除了要求探头具有高精密度和良好的测量重复性之外,还需要探头具有较高的耐用性。Dipl.-Ing.(FH)HelmutWersal工学硕士对于固体物质的硬度和其它机械特性,可以通过压痕测量来轻易确定(EnISO14577),机械特性对于许多部件具有极大的现实意义,当然这也适用于带有涂层的零件。对涂镀层材料的硬度测量通常要求较高,这是因为测量时样品的基材部分是可以造成影响(例如,在测量较软的铝质基础材料上的薄膜硬质材料涂镀层时,当薄硬质膜层被压入软的基础材料时将使导致测量出一个较小的硬度值)。因此,制订方案时需要考虑到这种破坏性过程中所有会影响测量结果的因素,在此对这些方案进行简略描述(参见表格):第一个方案(小心插入)原则上只用于非常光滑的涂镀层测量,对于粗糙的样品,较小的插入深度会直接导致测量值出现较大偏差。低插入深度也意味着须要通过压子的施力越小,特别是对于较软的涂镀层材料;因此,可以控制的最小施力是这种方法的限制因素。第二个方案包括将样品放置在尽可能硬的树脂内并横向打磨,使材料间涂镀层与基材间可清楚区分及有空间及压子易于接触(参见插图1)。在抛光面粗糙度是非常低的位置测量,因此可以使用最小的插入深度来测量。样品可被仪器压子插入的位置的涂镀层最小厚度是需要被确定。时刻铭记对磨光表面的硬度测量图2:在Mahle公司(位于Rottweil)进行的活塞测量。No.02FISCHERSCOPE®插图2:用于在磨光表面上进行硬度测量的HM磨光样品支架确保了样品的水平定位。目前欧洲、美国和亚洲都为光伏太阳能电池的加速研究和产业化生产而加大了投资总额,除了众所周知的硅技术(识别标记:蓝色的芯片面板)之外,在近年还研发出了其它太阳能薄膜材料,例如,CIGS=Cu(In,Ga)Se2;CIS=CuInS2;CdTe(识别标记:灰色的太阳能面板)。测量方法X-射线荧光分析法(XRA)适用于生产过程中不停地检定涂镀层的成份及厚度的质量,工艺和测量参数是由铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)、硒(Se)、硫(S)、镉(Cd)、碲(Te)的成份比例及其涂镀层厚度组成,这些感光薄膜的涂镀层厚度都是在µm的范围内。X-射线荧光分析法(XRA)在使用了FischerWinFTM®分析软件后,可以对成品太阳能电池板的复杂涂镀层系统进行测量,例如,ZnO:Al/CdS/CIGS/Mo/玻璃的涂镀层厚度或每一元素的成份,根据需要,也可以在生产涂镀层工序中进行逐层测量。太阳能薄膜电池的工艺插图2以图表的形式描述了玻璃面板上的太阳能电池工艺流程。图表中工艺流程的运转方向是从左至右:无涂镀层的玻璃–在其之上是Mo-隔离层–然后是感光的CIGS-镀层–之后是CdS缓冲层–最后是ZnO:Al喷镀层–玻璃面板上完成的镀层系统。HM磨光样品支架(插图2)作为另购附件可包括在Fischer提供的硬度设备中,这个支架在轻易调整的情况下,可以对样品进行良好的定位。使用FISCHERSCOPE®HM2000分别采用这两种方案测量类似涂镀层厚度(通常约2µm)的硬度。对于光滑、坚硬的涂镀层可以直接在涂镀层上进行测量,这样可以节省切片及磨光的时间;对于粗糙或软的涂镀层(或是已经有切片后磨光的样品),切片后进行测量更加合理同时也便于理解说明。使用FISCHERSCOPE®HM500还可以测量涂镀层较薄(nm范围内)样品的