Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA)
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA/XRF) ist ein Verfahren zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Werkstoffen und Beschichtungen. Sie ermöglicht sowohl die qualitative Identifikation vorhandener Elemente als auch deren quantitative Bestimmung. Die Methode eignet sich insbesondere für die Analyse von Metallen, Legierungen, Beschichtungen, mineralischen Werkstoffen, Glas und Keramik.
Ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich ist die zerstörungsfreie Schichtdickenmessung. Mit der RFA können insbesondere dünne metallische Beschichtungen und Mehrschichtsysteme untersucht werden. Bei geeigneter Kalibrierung bzw. Modellierung können gleichzeitig Schichtdicke und Zusammensetzung bestimmt werden.
Da die Analyse berührungslos und ohne nennenswerte thermische Belastung erfolgt, können auch empfindliche oder elektrisch nicht leitende Materialien untersucht werden. Somit eignet sich die RFA sowohl für die Werkstoffcharakterisierung als auch für die Qualitätskontrolle und Schadensanalyse.
- Materialanalyse
- Oberflächenanalyse
- Beschichtungsanalyse
- Schadensanalyse
- Schichtdickenmessung
Als unabhängiges Auftragslabor führen wir Materialanalyse und Schichtdickenmessung mittels RFA (XRF) als Dienstleistung durch.
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA, engl. XRF) ist ein schnelles, präzises und zerstörungsfreies Verfahren zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Feststoffen. Dabei wird das Material mit Röntgenstrahlung bestrahlt. Die energiereichen Photonen lösen Elektronen aus den inneren Elektronenschalen der Atome heraus. Die dabei entstehenden Leerstellen werden durch Elektronen aus äußeren Schalen aufgefüllt. Bei diesem Übergang wird charakteristische Röntgenstrahlung – die sogenannte Fluoreszenzstrahlung – emittiert.
Die Energie dieser Fluoreszenzstrahlung ist für jedes chemische Element eindeutig charakteristisch. Ein Detektor erfasst die ausgesandte Strahlung und erzeugt daraus ein Spektrum, dessen Peaks den enthaltenen Elementen zugeordnet werden können. Die Intensität der jeweiligen Peaks ist dabei proportional zur Konzentration der entsprechenden Elemente.
Neben der Materialanalyse eignet sich die Röntgenfluoreszenzanalyse auch hervorragend zur Schichtdickenmessung. Da die Intensität der Fluoreszenzstrahlung mit zunehmender Schichtdicke ansteigt, kann aus diesem Zusammenhang die Dicke einer Beschichtung bestimmt werden. Bei komplexen Mehrschichtsystemen ermöglicht die RFA zudem die getrennte Analyse der einzelnen Schichten. Unter Berücksichtigung der charakteristischen Strahlung der jeweiligen Elemente sowie der Absorptions- und Wechselwirkungseffekte innerhalb des Schichtsystems lassen sich die Dicken der einzelnen Schichten präzise berechnen.
- Galvanische Schichten: RFA wird häufig zur Bestimmung der Dicke von galvanischen Überzügen (wie Gold, Silber oder Nickel) verwendet.
- Beschichtete Substrate: In der Halbleiterindustrie wird das Verfahren zur Bestimmung der Dicke von Oxid- oder Metallschichten eingesetzt.
- Mehrschichtsysteme: Auch bei komplexen Schichtsystemen, z.B. in der Optik oder bei Mehrlagenbeschichtungen, wird die RFA eingesetzt.
- ISO 3497:2000
- VDI 3824-4 (4.2.3)
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