新型X射线测量PTFE薄膜厚度在线测量技术应用
薄膜厚度测量有什么方法？大成精密X面密度测量仪了解一下
薄膜厚度测量有什么方法？大成精密X面密度测量仪了解一下
当今微电子薄膜，光学薄膜，抗氧化薄膜，巨磁电阻薄膜，高温超导薄膜等在工业生产和人类生活中的不断应用，在工业生产的薄膜，其厚度是一个非常重要的参数，直接关系到该薄膜材料能否正常工作。
很多人都好奇，一张薄薄的膜是怎么测量其厚度的？其实，测量这些金属薄膜、塑料薄膜是用专门的精密仪器测量的。
大成精密X射线在线面密度测量仪作为锂电池正极涂布、锂电池隔离膜涂布、纸张的面密度测量的精密仪器，应用在锂电涂布工序时，该设备可放置于涂布机放卷后、涂布头前，测量待涂布基材的面密度；也可以放在烘箱外、收卷前，测量已烘干的极片面密度。
X面密度测量仪的测量原理是，利用X射线穿透物质时的吸收、反散射效应实现无损非接触式测量薄膜类材料的面密度。
典型应用案例：
1、金属薄膜
铜箔电镀工序和铝箔轧制工序中，推荐使用X射线面密度仪测量金属薄膜的面密度、厚度一致性。
2、锂电池用隔离膜
隔离膜造孔工序和功能隔离膜涂布工序中，推荐使用X射线面密度仪测量薄膜的面密度、厚度一致性。
3、塑料薄膜
塑料薄膜的挤出工序中，推荐使用X射线面密度仪测量薄膜面密度、厚度一致性。
薄膜等包装材料厚度是否均匀一致，是检测薄膜各项性能的基础。
薄膜厚度不均匀，不但会影响到薄膜各处的拉伸强度、阻隔性等，更会影响薄膜的后续加工。
所以，选择一种合适的检测仪器非常重要，我推荐大成精密的X射线面密度仪，性价比非常高。
X射线透射法测量膜厚
理想［ ， １为测 量装 置示 意 图 ， 量 时将薄 膜 放 ＝ 图 ２ ］ 测 在靶 台上 ， 使靶 台倾 斜 一 定 角度 ， ｘ射 线 发 生 器 发 出的 ｘ光经 薄膜 透射 到接 收器 上． 测量时， 令 扫 过一定 角 度 ， ｉ 作 ｎＩ
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使 用 德 国莱 宝 公 司生 产 的 Ｘ射 线 仪 ， 靶 台 其
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下ｌ ．测 量参 量 为 高 压 ３ Ｖ， 流 为 １ｍＡ．Ｘ １ ５ｋ 电 射线 源 为 Ｍｏ 经 Ｚ ， ｒ滤 波 后 ， 线 的单 色性 比较 射
维普资讯
第 ２ ８卷
第 ４期
物 理
实 验
Ｖ ｏ１２８ Ｎ ｏ． ． ４
Ａｐｒ ２０ ．， ０８
２０ ０ ８年 ４月
ＰＨ ＹＳＩ ＣＳ ＥＸＰＥＲＩ ＥＮＴＡＴＩ Ｍ ＯＮ
Ｘ射 线 透 射 法 测 量 膜 厚
王 轲 ， 小平 ， 陶 孙 晴 ， 张增 明 ， 腊 珍 孙
图 １ 装 置 示 意 图
收 稿 日期 ：０ ７ ０ — ２ 修 改 日期 ：０ ７ｌ — ６ ２ ０—８０ ； ２ ０ 一 １１ 基 金项 目 ： 国家 基 础 科 学 人 才 培 养 基 金 （ ．０ ３３ ９ ＮｏＪ ６ ０ １ ） 作 者简 介 ： 王 轲 （９ ５ ）男 ， １ ８ 一 ， 四川 成 都 人 ， 国科 学 技 术 大 学 理 学 院本 科 生 ． 中 指导教 师 ： 孙 晴 （９ １ ） 女 ， 北 襄 樊 人 ， 国科 学 技 术 大 学 理 学 院工 程 师 ， 要 从 事 大 学 物 理 实验 教 学 工 作 １７一 ， 湖 中 主
测量薄膜厚度的方法
测量薄膜厚度的方法测量薄膜厚度是一种关键的工作，它在许多领域中都有重要的应用，如光学、纳米技术、材料科学等。
本文将介绍几种常用的测量薄膜厚度的方法。
一、椭圆偏振法椭圆偏振法是一种非常常用的测量薄膜厚度的方法。
它基于光在薄膜上的反射和透射过程中发生的相位差和振幅变化。
通过测量光的偏振状态的变化，可以得到薄膜的厚度信息。
二、X射线衍射法X射线衍射法是一种利用X射线与物质相互作用的原理来测量薄膜厚度的方法。
X射线入射到薄膜表面后，会发生衍射现象，通过测量衍射角度和强度，可以计算出薄膜的厚度。
三、扫描电子显微镜法扫描电子显微镜法是一种直接观察薄膜表面形貌的方法，通过扫描电子显微镜可以得到高分辨率的薄膜表面图像。
通过测量薄膜表面的形貌变化，可以推断出薄膜的厚度。
四、原子力显微镜法原子力显微镜法是一种利用原子力显微镜测量薄膜厚度的方法。
原子力显微镜通过探针扫描样品表面，并测量探针与样品之间的相互作用力，从而得到薄膜的厚度信息。
五、干涉法干涉法是一种利用光的干涉现象来测量薄膜厚度的方法。
通过将光束分为两束，其中一束通过薄膜，另一束直接通过空气，然后再将两束光进行干涉，通过测量干涉条纹的间距和强度变化，可以计算出薄膜的厚度。
六、拉曼光谱法拉曼光谱法是一种利用拉曼散射现象来测量薄膜厚度的方法。
薄膜中的分子会吸收光并重新散射，通过测量散射光的频率和强度变化，可以得到薄膜的厚度信息。
总结：测量薄膜厚度的方法有很多种，每种方法都有其适用的范围和优势。
选择合适的测量方法需要考虑到薄膜的材料特性、厚度范围、精度要求等因素。
在实际应用中，我们可以根据具体情况选择合适的方法进行测量，以确保薄膜厚度的准确性和可靠性。
关于X射线荧光镀层测厚仪产品的应用阐述
关于X射线荧光镀层测厚仪产品的应用阐述
XRF指X射线荧光，是一种识别样品中元素类型和数量的技术。
用于在整个电镀行业范围内验证镀层的厚度和成分。
其基本的无损性质，加上快速测量和结构紧凑的台式仪器等优点，能实现现场分析并立即得到结果。
对于镀层分析，XRF镀层测厚仪将此信息转换为厚度测量值。
在进行测量时，X 射线管产生的高能量x射线通过光圈聚集，并照射在样品非常小的区域（该区域的大小为光斑尺寸）。
这些X射线与光斑内元素的原子相互作用。
XRF镀层测厚仪相机帮助用户准确定位测量区域。
某些情形下相机用于向自动操作模块提供图像信息，或包括放大图像以准确定位需要测量的区域。
样品可放置于固定或可移动的XRF镀层测厚仪样品台上。
快速或慢速移动对于找到测试位置很重要，随后聚焦于准确的区域进行测量。
工作台移动的精准度是带来测试定位准确的一个因素，并进提升仪器的整体准确度。
特点：
适应性设计，可对各种产品进行可靠分析
自动对焦和可选的程控台提高了准确性和速度
直观的 SmartLink 软件使测量和导出数据变得容易
多准直器设计为每个样品提供高准确性
选择适合应用的比例计数器或硅漂移检测器 (SDD)
符合行业规范，例如 IPC-4552A、ISO3497、ASTM B568 和 DIN50987
光学分析单层和多层镀层，包括合金层
简单的样品加载和快速分析可在几秒钟内提供结果。
x射线测厚仪应用在什么方面？大成精密为你揭晓
x射线测厚仪应用在什么方面？大成精密为你揭晓锂电池是由正极活物质、负极活物质、隔膜、电解液、电池壳等关键材料及零部件组成。
其中极片面密度和厚度的精度控制对锂电池的稳定性和一致性有着直接影响，因此对在线检测设备也有极高的要求，大家知道对应的检测设备可以用什么吗？深圳市大成精密设备股份有限公司的X射线微斑⾯密度仪（也称为厚度面密度测量一体机，属于x射线测厚仪的一种）能应用在锂电池极片涂布工序，它可以检测极片正常区域的面密度厚度，同时可精准输出极片头尾、边缘削薄区、AT9的厚度轮廓，并支持输出0.01mm宽度数据并保证测量精度。
下面笔者向大家介绍一下该仪器的面密度和厚度测量原理。
1、面密度测量原理单位面积上极片的质量，称为极片的面密度，极片的面密度是决定电池的一致性的最重要的因素。
面密度测量原理：射线吸收法。
如图1所示，I0为初始射线强度，I为透射后的射线强度，二者满足m=1/λ（㏑（I0/I））的关系，其中λ为单位面密度极片的射线吸收系数，m为面密度。
（图1）2、厚度测量原理厚度测量原理：对射式、激光三⻆法。
测厚模块由两个激光位移传感器上下对射的方式组成的，上下的两个传感器分别测量被测体上表面的位置和下表面的位置，通过计算得到被测体的厚度。
如图2所示，L为2个激光位移传感器的距离，A为上传感器到被测极片距离，B为上传感器到被测极片距离，T为被测极片厚度，则T=L-A-B。
（图2）大成精密的X射线微斑⾯密度仪优点是测量精准、测量便捷、快速，仪器具有高稳定性、高效率等特点，如果有需要测量锂电池极片面密度和厚度，可前往大成精密官方网站查看对应产品信息。
大成精密是一家集研发、制造、销售、服务于⾯体的国内领先的新能源设备生产企业，他们十年来一直专注于锂电检测和生产设备，主要产品有三大类，分别是涂布辊压后的在线极片测量设备（X/β射线面密度测量仪、CDM厚度面密度测量一体机、激光测厚仪等在线及离线检测设备）、真空干燥设备（接触加热全自动真空干燥线、接触加热全自动真空隧道炉及注液后的高温静置全自动陈化线）和Overhang检测设备（X-RAY高清成像仪），他们的产品一致获得宁德时代CATL、比亚迪BYD、中航锂电、国轩高科、远景AESC、亿纬锂能EVE等一线电池企业的高度好评。
塑料薄膜厚度的常用测量方法
塑料薄膜厚度的常用测量方法塑料薄膜厚度的常用测量方法薄膜厚度是否均匀一致是检测薄膜各项性能的基础。
很显然，倘若一批单层薄膜厚度不均匀，不但会影响到薄膜各处的拉伸强度、阻隔性等，更会影响薄膜的后续加工。
对于薄膜管件，厚度的均匀性更加重要，只有整体厚度均匀，它的抗爆破能力才能提高，另外，对产品的厚度采取合理的控制，不但提高产品质量，还能降低材料的消耗，提高生产效率。
因此，薄膜厚度是否均匀，是否与预设值一致，厚度偏差是否在指定的范围内，这些都成为薄膜是否能够具有某些特性指标的前提。
薄膜厚度测量是薄膜制造业的基础检测项目之一。
1.塑料薄膜厚度的测试最早用于薄膜厚度测量的是实验室测厚技术。
之后，随着射线技术的不断发展逐渐研制出与薄膜生产线安装在一起的在线测厚设备。
上个世纪60年代在线测厚技术就已经有了广泛的应用，现在更能够检测薄膜某一涂层的厚度。
同时，非在线测厚技术也有了长足的发展，各种非在线测试技术纷纷兴起。
在线测厚技术与非在线测厚技术在测试原理上完全不同，在线测厚技术一般采用射线技术等非接触式测量法，非在线测厚技术一般采用机械测量法或者基于电涡流技术或电磁感应原理的测量法，也有采用光学测厚技术、超声波测厚技术的。
2.在线测厚较为常见的在线测厚技术有β射线技术，X射线技术，电容测量和近红外技术。
2.1 β射线技术是最先应用于在线测厚技术上的，它对于测量物没有要求，但β传感器对温度和大气压的变化、以及薄膜上下波动敏感，设备对于辐射保护装置要求很高，而且信号源更换费用昂贵，Pm147源可用5-6年，Kr85源可用10年，更换费用均在6000美元左右。
2.2 X射线技术这种技术极少为薄膜生产线所采用。
X光管寿命短，更换费用昂贵，而且不适用于测量由多种元素构成的聚合物，信号源放射性强。
2.3近红外技术近红外技术在在线测厚领域的应用曾受到条纹干涉现象的影响，但现在近红外技术已经突破了条纹干涉现象对于超薄薄膜厚度测量的限制，完全可以进行多层薄膜总厚度的测量，并且由于红外技术自身的特点，还可以在测量复合薄膜总厚度的同时给出每一层材料的厚度。
薄膜厚度测试方法
薄膜厚度测试方法薄膜厚度测试方法薄膜是一种非常薄的材料，广泛应用于电子产品、光学设备、食品包装等各个领域。
薄膜的厚度是决定其性能和功能的重要指标之一。
因此，准确测量薄膜厚度对于生产和研发过程至关重要。
下面将介绍一些常见的薄膜厚度测试方法。
1. 光学显微镜法：这是一种简单直观的测量方法。
通过光学显微镜观察薄膜的表面形貌，再利用光学原理计算出厚度。
这种方法适用于较厚的透明薄膜。
但是，由于光学显微镜的分辨率限制，对于较薄的薄膜可能无法得到准确的结果。
2. 非接触式光学测厚仪法：这种方法利用光学干涉原理测量薄膜的厚度。
其基本原理是通过两束光的干涉现象来计算薄膜的厚度。
该方法在测量过程中不接触样品，不会对薄膜造成破坏，适用于薄膜材料的在线测量。
3. 厚度计法：使用厚度计是一种常见且简便的方法。
通过将薄膜放置在厚度计上，利用压力或力传感器测量薄膜下方的厚度，从而得到薄膜厚度的数据。
这种方法适用于较厚的薄膜，但对于较薄的薄膜可能会存在测量误差。
4. 散射光测量法：这种方法利用光的散射现象来测量薄膜的厚度。
通过照射薄膜并测量散射光的强度和角度，可以计算出薄膜的厚度。
这种方法适用于透明的薄膜。
5. X射线荧光光谱法：这是一种利用X射线的方法来测量薄膜厚度的技术。
通过照射薄膜样品，观察其所产生的特定荧光，再根据荧光的特性来计算薄膜的厚度。
这种方法适用于一些特殊材料的测量。
综上所述，薄膜厚度的测量方法多种多样，我们需要根据实际情况选择合适的方法。
在选择之前，我们需要考虑薄膜的材料特性、厚度范围和对测量精度的要求。
合理选择和应用薄膜厚度测试方法，不仅有助于确保产品质量，还能提高生产效率，降低成本，推动科学研究的进展。
一种适用于在线检测的纳米薄膜厚度精确测量方法
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ｔ ｉ ｌ ； ｈｉｋ ｅ ｓ ｄ ｔ ｒ ｎ ｔ ｏ ｐ ｅ ｉｅ ｄｓ ｈ ｎ ｆ ｍ ｔ ｃ ｎ ｓ ； ｅ ｅ ｍｉ ａ ｉ ｎ； ｒ ｃ ｓ ｉ
０ 引 言
自２ 世纪 ７ 年代 以来 ， ０ ０ 薄膜 技术和 薄膜材
料得 到 了迅速 发 展 ，已成 为 当代 真 空技术 和 材 料 科学 中最 活跃 的研 究 领域 。由于跨 学 科 的综 合设 计与 高精 尖 的制造 技术 已使 得薄 膜 技术 渗
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透 到信 息、生物、航空 、 航天 和新能源等前 沿领 域， 薄膜技术在从 航天 、 星等空 间探 测器到集 卫 成 电路 、生物芯 片、激光器件 、液晶显示 以及集 成光学等 方面都发 挥着重要 作用 ［ ３。 １］ － 薄 膜 的光学 常数 （ 折射 率 ｎ和 消光 系 数 ｋ ） 和厚 度是 决定 其性 质和控 制性 能 的基本参 数 。
或 极小值 。利 用薄 膜 的透射 或反 射率 曲线上 的 ２ 或 ２ 以上 的极值 点的位置 ， 个 个 即可计 算 出薄
膜 的厚 度和光学常数 。 该方法计算 简单 ， 是薄 但
精度 机械触 针在 物体 表面 上进 行运 动来感 知表
面轮廓 的变 化 。台阶 仪就 是这 种方 法 的应 用实 例。 作为 一种基 于机械运 动的探针测量设 备，台 阶仪 的精 度受 到许 多 因素 的限制 ，而 且其 在测 量薄膜厚度 时， 需要露 出薄 膜基底作 为阶梯 。 因 此， 往往 需要对薄膜进行 二次加工 。 在测量 时，
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Inverter Motor Drive for variable speed scanning;
电机驱动采用变频器调速可调节扫描速度；
Plastic reinforced timing belts to move the sensors;传动皮带； Maintenance free AC motor;免维护 AC 电机； Automatic sheet edge detection;被测材料边缘自动检测；
1 套 Water cooler
1 set
OPS
Operator Station including
1台
操作员站 操作员站包括现场操作台
Industrial grade PC with latest configuration;
采用最新配置的工业用计算机
USB keyboard and mouse; USB 键盘和鼠标;
客户需求
生产线基本技术参数 产品种类: 聚四氟乙烯 PTFE 双拉薄膜； 原料成分：80%聚四氟乙烯 PTFE，20%助剂：异构十六烷烃 设计车速: Max.30m/min； 膜片宽度：500mm 膜片厚度：100~400µm（1#测厚仪） 成品膜宽：2800 mm 成品膜厚：3~25µm（2#测厚仪）
Isotope sensor for weight per unit area/ thickness / density 同位素传感器应用于单位面积的重量/厚度/(灰,浓)度 Infrared sensor for moisture/thickness especially on compounds. 红外线传感器应用于水分/厚度,尤其是混合物的厚度 X-ray sensors for very high speeds and accurate profiles. X 射线传感器用于高速生产线和精确的剖面检测 X-ray fluorescence for metal coatings. X 射线荧光检测适用于金属镀层 Laser sensors for thickness. 激光传感器应用于厚度检测
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measuring results are evaluated and displayed graphically on a monitor and documented by hard copy. 美国 INDEV 是专门研制和生产各种在线测量的控制系统,为提高快速生产膜层产品质量,降低成本,提高片\薄 膜\纺织品或涂布的生产力。INDEV 控制系统连续监测并控制质量参数,比如厚度、定量、宽度、涂层厚度、 水分、灰分等，设定目标值的偏差在生产过程中立即校正使产品质量稳定。所有相关的测量结果都用来运算 并以图形在监视器上显示，并且在硬盘备份。 More than 300 systems installed worldwide are impressive evidence of the market acceptance and capability of our products and services. 全世界超过 300 套系统的安装使用,充分肯定了我们的产品质量和服务. As quality becomes more important in ensuring your competitive positions, we encourage you to evaluate our ability to support you and include us in the process of translating your concepts into practice. We will be pleased to help you with a comprehensive solution. 为保证您的质量在竞争对手中变得更重要，我们建议大家评估我们的设备性能，包括共同接受新理念,我们愿 为您提供全面解决方案. INDEV CONTROL SYSTEMS MEASURES CONTACTLESSLY FOR DIFFERENT APPLICATIONS THE MOST SUITABLE SENSORS IS CHOSEN IN EACH CASE SUCH AS : INDEV 无接触的检测控制系统适用于不同的应用领域,为每个项目选择最合适的传感器, 比如:
试车后现场培训
包括
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X 射线在线测厚仪技术性能
Measurement Range 检测范围 Accuracy & Repeatability 精度和重复性
Байду номын сангаас
0-200µm(可调整) 0.1µm (the greater) 或 0.1%
Source 放射源 Detector 探头 Air Gap 空气间隙 Sampling Time 采样时间 Scanning speed 扫描速度 Standardization time 标准化时间 Overall Instability (Drift) 全部的不稳定性 (漂 移) Digital resolution 数字灵敏 Measurement area 测量区域
X 射线在线测厚仪
概述
产品质量是企业的生命，而生产成本是企业的血液，如何提高产品质量，降低生产成本是每一个企业必须考虑 的因素，为此我公司为从企业角度出发，研发 XRP 系统，该系统在生产过程中对薄膜及片材等材料厚度实现自 动在线检测、控制，提供高效准确快速的检测数据，为企业降低生产成本和提高产品质量提供可靠保障。
reference pass line which contributes 100% of the output signal。在参考生产条件下可以输出 100%信号所给材料的最 小区域。
Recommended standardization Frequency Every 8 hours
标准化频率
3.服务 Services
1 lot
INST
Installation and Commissioning Supervision
included
1套
指导安装和调试
包括
1 lot
TRNG
On site training immediately after commissioning
Included
1套
Operating system Windows 7 操作系统 Windows 7
1 set Auxiliary items: Interconnecting cables.
1 套 附件
系统内部连接电缆.
2 set System Manuals System Manuals
2套
系统手册 1 套书面版、1 套电子版本
2.软件 Software
1 lot
System software: 系统软件
1套
Sensor software and firmware;传感器软件和固件
Standard system operation package (Windows based)
标准系统操作软件(基于 Windows)
MIS (data archiving)报表系统(数据存储)
可自定义
Initial warm up from cold start: approx. 5 从冷启动到稳定运行约 5 分钟
min Measuring head and scanner ： - 5 0C to +80 0C 探头和扫描仪 (water cooling system is integrated 完整的 水冷却器系统)
X-Ray Tube, 2 Watts X 射线管 2 瓦 10 kv STEC 10—20 mm 10-20 毫米 10msec 10 毫秒 300mm/S MAX 标准化频率 8 小时/次（可调），耗时约 5 秒 8 小时内是 0.1 %
0.1µm 76mm MAX
The minimum area of a given material located at the
1 units 传感器 X-RAY Transmission Sensor for measurement of the
1套
Sensor Thickness on both sides of the Plastic sheet. X-RAY 射线传感器
1 units 水冷却器 Provides cooling for the sensor 为传感器提供冷却
APPLICATION:
应用
U.S.A INDEV develops and manufactures measurement and control systems to improve the quality of fast running webs and bring cost reduction and productivity increase to your sheet, film, foil, textile or coating operations. STEC Control Systems continuously monitor and control the quality parameters such as Basis weight, Caliper, Coating thickness, Moisture, Ash contents etc. The deviations from preset target values are instantly detected allowing immediate corrections to the production process to maintain constant product quality. All relevant
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X 射线在线测厚仪技术方案
1.硬件 Hardware