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基于β射線測厚儀的鍍層/薄膜在線檢測原理

來源:江蘇海東環(huán)??萍加邢薰?nbsp;  2025年08月15日 14:32  
  β射線測厚儀在鍍層/薄膜在線檢測中,主要依托穿透式與反向散射式兩種物理原理實(shí)現(xiàn)非接觸式動(dòng)態(tài)測量。其核心機(jī)制基于β射線與物質(zhì)相互作用時(shí)的衰減特性,結(jié)合比爾-朗伯定律(J=J?e^(-μρt))或康普頓散射效應(yīng),通過檢測射線強(qiáng)度變化推算材料厚度。
  穿透式測量原理
  適用于基材與鍍層/薄膜復(fù)合結(jié)構(gòu)的在線監(jiān)測。β放射源(如Kr-85)發(fā)射的粒子流穿透被測材料后,由探測器接收衰減后的射線強(qiáng)度。由于β粒子在材料中的吸收系數(shù)(μ)與密度(ρ)相關(guān),當(dāng)基材密度恒定時(shí),射線強(qiáng)度衰減量(ΔI)與鍍層/薄膜厚度(t)呈指數(shù)關(guān)系。例如,在鋰電池極片涂布工序中,β射線測厚儀可同步監(jiān)測基材面密度與烘干后極片面密度,通過標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)定實(shí)現(xiàn)厚度值(0.1-2.2mm范圍)的實(shí)時(shí)換算,精度達(dá)±0.1μm。
  反向散射式測量原理
  針對(duì)薄鍍層(<2.5μm)或涂層檢測,β射線照射試樣后,部分粒子因康普頓散射效應(yīng)被反射至探測器。反射強(qiáng)度與鍍層原子序數(shù)、密度及厚度相關(guān),尤其適用于貴金屬鍍層(如金、銀)或非金屬覆蓋層(如氧化鋁、氧化鋅)的測量。ISO3543-81標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,基體與鍍層原子序數(shù)差需≥5以保障精度,例如銅基體鍍鎳層(原子序數(shù)差28-7=21)可滿足檢測條件。
  技術(shù)優(yōu)勢與工業(yè)適配性
  相較于X射線測厚儀,β射線設(shè)備因能量較低,更適合極薄材料(如0.8mm以下金屬帶材)的在線檢測,且放射源壽命長達(dá)10年以上,維護(hù)成本低。其典型應(yīng)用場景包括:鋁板軋制中的厚度閉環(huán)控制、橡膠制品涂膠量監(jiān)測、電子元件銅箔/鋁箔厚度分選等。2025年推出的集成華為架構(gòu)軟件平臺(tái)的β射線測厚儀,已實(shí)現(xiàn)與MES系統(tǒng)直連,支持SPC統(tǒng)計(jì)分析與厚度數(shù)據(jù)閉環(huán)控制,顯著提升生產(chǎn)效率。

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