锆基和钛基转换涂层的标准XRF测量

转化涂层是通过电化学或化学过程在金属基材的表面上产生的涂层层，得到装饰性，并增强涂料粘附和耐腐蚀等化学和物理性质。

铬酸盐、阳极氧化或磷酸盐转化膜是常见的例子。对于由钢和镀锌钢制成的车身和汽车零部件的预处理，磷酸锌和相关的复合转化涂料一直是最先进的。

在过去的十年中，基于钛（Ti）和锆（Zr）的新涂层，目的是将磷酸基涂层替换为预处理层。^1,2Zr基和Zr / Ti基涂层具有与锌和锌 - 锰 - 镍 - 磷酸锌的许多优点，其中包括：^1,2

• 较低的运营成本（较少的浪费，较低的温度，较少的化学消费）
• 较低的环境影响和废水处理（无调节重金属，无磷酸盐）
• 耐腐蚀性能(耐盐雾性能)
• 改进维护（规模少，污泥较少，低发泡）
• 薄涂层

除了在汽车和一般行业的众多工厂中，还使用了全球涂料化学品的生产者使用Thermo Scientific™Niton™XL3手持XRF分析仪。

Niton XL3分析仪在冷轧钢（CRS），铝合金，电镀钢（EC）和热浸镀锌钢（HDG）等衬底上提供了质量控制的Zr-和Ti基涂层的质量控制。

新的Thermo Scientific™Niton™XL5 Plus手持XRF分析仪将更强大的这些应用，感谢一个基本参数算法，应用开发和分析的工作流也将更加简单和灵活。

Zr和ti基转化涂料可提高铝基汽车车身的附着力，增强对车身的防腐保护。图片来源:赛默费雪科学-元素分析仪和相位分析仪

Niton XL5 +分析仪

的奈顿XL5加分析仪是目前市场上所有高性能x射线荧光(XRF)金属分析仪中最轻、最小的。

采用石墨烯探测器的大面积探测器、紧凑的测量几何结构和强大的5W x射线管为最苛刻的应用(如薄涂层测量)提供了一流的灵敏度。

Niton XL5 Plus分析仪以基本参数为基础，无标准涂层模式，精确地建立了多达四层纯元素或合金涂层的涂层厚度，覆盖在由合金、纯元素、塑料或木材组成的众多基材上。^3.

Niton XL5 Plus分析仪可以容易地测量基于Ti和Zr的转化涂层的涂层重量，例如铝或钢或涂覆材料，如镀锌钢。亚博网站下载

用户能够操作仪器中的函件，没有要求高级训练或多个校准样本。对于希望使用自己的参考资料进行微调的用户的用户，可提供易于使用的类型标准化功能。亚博网站下载

Niton XL5 Plus手持XRF分析仪。图片来源:赛默费雪科学-元素分析仪和相位分析仪

测试技术和结果

使用NITON XL5 PLUS分析仪分析CRS，HDG和铝合金的许多先前表征的ZR和TI基转化涂层样品，没有先前调整。

测量剖面(分析方法)中除了测量时间和测量单位外，只输入了基体的性质(如钢或铝的等级和涂层元素如镀锌钢的锌(Zn)， Zr或Ti)。

在图1A-D中示出了实验室所获得的参考值与用氮气XL5加分析仪进行的Zr和Ti进行的测量结果。Ti和Zr通常以相当于几个原子层的水平存在于涂层中。

图1所示。测量的相关曲线与未经任何校准调整获得的参考值之间的关系:a)冷轧钢上的Zr, b)热镀锌钢上的Zr, c)铝上的Zr(涂层# 1)，d)电镀锌钢上的Ti，铝上的Ti。图片来源:赛默费雪科学-元素分析仪和相位分析仪

图2a-d为相关系数R²，即线性回归的斜率和截距。一个完全相关会有一个R²1，r²价值是衡量数据集相互关联程度的指标。

如果相关性良好，则斜坡是分析仪响应的准确性的指示;斜坡理想地等于或接近1.校准曲线的高值可以是基板中存在涂布元件的迹象。

所有用Niton XL5 Plus涂层模式“开箱即用”测量的值都有一个R²高于0.98。这表明，不同衬底上的Ti和Zr与实验室参考值有很强的相关性。

在HDG上的Zr（图2b）和铝上的Zr和Ti上的Zr和Ti的倾斜度也接近1，值约为0.93。在CRS上聚集0.804的斜率（图2a）。

这从1的理想响应偏离可能是因为Zr中存在的元素和化合物存在于涂层中，并且对Zr信号的密度和质量吸收系数具有效果。

在这种情况下，可以通过利用类型的标准化特征来制造一个简单的校准后调整以增强精度。值为9.03 mg / m²，值得注意的是，在Zr高于铝的情况下，线性回归截距明显不同于0，这是由于衬底中Zr的存在。

Zr和Ti通常以微量水平存在于铝合金中，这并不一定由合金等级标准规定。因此，对给定批次和配方的zr基转化涂料，只需测量一个涂布样品和一个未涂布样品，然后计算结果的差异即可。

Zr涂覆铝的测量涂层重量的实例为23.9mg / m²而预期值是15毫克/立方米²如图3a所示。如图3b所示，同一批次未包覆的基材的值为9.0 mg/m²Zr，应该远离涂层样品的结果。

图3。a）铝合金等级Aa5082样品的分析结果，涂有15mg / m²Zr, b)同批合金AA5082的无涂层样品。图片来源:赛默费雪科学-元素分析仪和相位分析仪

得到的Zr（Zr网）值为14.9 mg / m²非常接近15毫克/米的期望值吗²．只有当层薄时，才能执行诸如此之类的减法，就像基于Ti和Zr的转换涂层的情况一样。

结论

的奈顿XL5加分析仪非常适合现代转换涂料应用。在多种基体(如镀锌钢、钢或铝合金)上测量的Ti和Zr值和期望值之间收集了良好的一致性和相关性。

与Niton XL3分析仪的经验校准相比，基于基本参数的Niton XL5 Plus分析仪的涂层模式更灵活，更容易使用，不需要很多参考样品。

通过每个涂层类型利用少量样品可以评估无标记校准的准确性，并且如果需要，可以通过用户轻松地微调分析仪的分析响应以获得最佳精度。

在汽车和金属整理工业中，氮XL5加分析仪已被证明是适合控制Ti和Zr基涂层的涂层重量。

快速投资回报率：

• 无损分析。分析仪移动到样品，因此可以直接对成品进行测量，而无需切割样品并将其运输到实验室。
• 提高生产力。Niton XL5 Plus分析仪实时地显示出在几秒钟内的测量涂层重量，从而能够立即控制成品或半成品质量控制的涂层工艺和快速决策。
• 匹配实验室仪表的分析性能低运营成本和更小的初始投资。
• 多功能性。尼顿XL5加分析仪可用于建立合金等级与铝合金等非涂层材料的规格。
• 易用性。Niton XL5 Plus分析仪的技术开发和操作不需要熟练的实验室人员。

参考和进一步阅读

1. Gardobond^®X 4707产品信息，www.chemetall.com.，凯密特尔股份有限公司，法兰克福美因，德国2012。
2. 1 .陈志强，陈志强，陈志强，陈志强。钛基锆基复合材料的研究进展。材料科学与工程，2018,34(3):427 - 434。
3. M. Bauer，应用说明：测量金属涂层厚度，使用Thermo Scientific Niton XL5 Plus，Thermo Fisher Scientific，Tewksbury，Ma，USA。

致谢

由M. Bauer的材料制成亚博网站下载，来自Thermo Fisher Scientific。

此信息已被采购，从Thermo Fisher Scientific - 元素分析仪和相位分析仪提供的材料提供和调整。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问Thermo Fisher Scientific - 元素分析仪和相位分析仪。