Teknik Servisde bir telefon kadar size yakınız..
1988'den beri
XRF  Tekniği ve tahribatsız analiz yöntemleri
Alet  yaparak  varolan insanlık, metallerin kullanımı  ile de uygarlıkları yaratmıştır. Tarihin başlangıcı ile ortaya  çıkan, sırası ile bakır, kalay, altına, daha sonra demire  şekil vererek binlerce  alaşımın kullanıldığı bugünlere gelinmiş ve metalsiz bir yaşam düşünülemez olmuştur.
Metal günümüzde başlı başına bir meta olarak değer kazanmış, borsaları oluşmuştur. Farklı alaşımların farklı özellikleri , kullanım alanlarına uygun olarak seçilmesini ve kontrol edilmesini gerektirmiştir. Alaşımların ortaya çıkması ile birlikte , alaşımları  oluşturan elementlerin  analizi gerek üretimde , gerekse de üretim sonrasında  zorunlu hale gelmiştir. Yanlış seçilmiş bir alaşım bir felakete yol açabilir.
Metal ve makine sektörünün  analiz cihazları konusundaki beklentileri aşağıdaki gibi özetlenebilir :

"Tahribatsız veya minimum numune hazırlama,
"Hafif, elde taşınabilir olmalı
"Hassas ve doğru ölçüm yapmalı
"Sık, sık kalibrasyon gerektirmemeli
"Ekonomik olmalı

Teknolojinin gelişimi  ile eskiden odaları kaplayan , hantal, sadece uzman kişilerin kullanabildiği , çevreden  etkilendiğinden hassas ortam gerektiren  ve pahalı cihazlardan  bugünlere gelinmiştir. Bunda özellikle elektronikte transistör  ,  daha sonra tümleşik devrelerin ve kırmık  (chip ) teknolojisinin lambalı devrelerin yerini almasının önemi büyük olmuştur. Elektronik devrelerin küçülmesi , bilgisayarların gelişimini tetiklemiş,  yazılım ayrı bir sektör halini almıştır. Bu süreç kesintisiz olarak devam etmekte, elektronikteki  bu hızlı gelişimler , birkaç yıl içinde teknolojileri demode hale getirmektedir.
Metal analizinde bir çok tekniğin yanı sıra XRF (XRay Fluoresans) tekniği de bu gelişmelerle birlikte kullanımı yaygınlaşan bir tekniktir.

XRF NEDİR ?
Bilindiği gibi Alman fizikçi W. Roentgen tarafından 1895 te  tesadüfen keşfedilen ve bilinmez  anlamında  X ışını olarak nitelenen  bu ışınlar  gerçekte görünen ışığın da içinde yer aldığı elektromanyetik dalga spektrumunun bir parçasıdır.
Gözle görülemeyen , cisimlerin içinden geçebilen bu ışınlar ancak özel filmler veya detektörlerle tespit edilebilir. Bilindiği gibi  cisimler atomlardan oluşur. Atomun yapısını  BOHR modeline göre incelersek  ortada proton ve nötronlardan oluşan çekirdeğin, etrafında da elektronların olduğunu görürüz. Bu elektronlar K, L, M, N gibi farklı enerji seviyelerine sahip yörüngelerde dolanırlar.
Boşluğu dolduran elektronun geldiği yere göre  Ka Kb, Kg, La, Lb, Ma   olarak isimlendirilen farklı enerji seviyelerine sahip ışımalar oluşur. Bu ışımalarda  enerji spektrumu Ka, Kb den büyük, La yaklaşık olarak Lb ye eşittir.
Her elementin kendine özgü bir enerji seviyesi   spektrumuna sahip olduğundan elementler birbirinden kolayca ayrılabilir.
Malzemedeki elementin miktarı ne kadar  fazla ise  bu pikler o kadar yüksek olacaktır. Uygun bir detektör  malzemeden gelen bu farklı ikincil X ışınlarını algılar ve  sayısal  işaret işlemcisi  (DSP) ne gönderir. Merkezi işlem birimi  (CPU ) da bu  işaretleri  % veya ppm  değeri olarak  ekranda verir.

Ancak düşük atom numaralı elementler düşük enerji seviyelerine sahip olduğundan XRF tekniği  bu elementlerde analizi güçleşmektedir. Taşınabilir XRF cihazlarında genel  olarak analiz edilebilen elementler aşağıda görülmektedir. Sarı  renkli elementler rahatlıkla analiz edilebilmesine rağmen , mavi renkle gösterilen elementleri sadece özel koşullara sahip  (SDD detektör - helyum, vakum ortamı ) XRF cihazları  analiz edilebilmektedir. Gri renkle belirtilen elementlerin analizi ise mümkün olmamaktadır.
XRF CİHAZLARINDA  SDD (SILICON DRIFT DETECTOR ) TEKNOLOJİSİ
Elektronik teknolojisindeki  gelişmelere paralel olarak , XRF detektör alanında da bir takım gelişmeler yaşanmaktadır. Son geliştirilen SDD detektörler , Si-PIN denilen geleneksel detektörlerin yerini almaya başlamıştır. Bu detektörlerin avantajları :
"Daha fazla tanecik sayımı (sn de 200.000 den fazla )
"Daha iyi işaret/gürültü oranı (4000:1 )
"Helyum-vakum kullanmaksızın hafif element (Mg, Al, Si, P analizi )
"Daha düşük deteksiyon limitleri
"Daha kısa sürede daha hassas analiz

Herhangi bir Xray kaynağından - bu bir Xray tüpü veya radyoaktif kaynak olabilir - salınan X ışınları malzemedeki elektronlara çarparak onları yerlerinden uzaklaştırırlar. Bu çarpışma sonunda boşalan  yere bir üst  veya daha üstteki yörüngelerden elektronlar doldurur. Bu doldurma esnasında da atoma özgü  enerji seviyesine sahip   ikincil bir X  ışını salınır. Bu olaya XRay FLUORESANS kısaca XRF adı verilir.
XRF tekniği  optik emisyon tekniğinden farklı olarak  malzemede hiçbir tahribata neden olmaz, malzemenin şekli de çok önemli değildir. Tel, toz gibi malzemeler de rahatlıkla analiz edilebilir.
Bu dedektörlerin en büyük avantajı Mg, Si, Al gibi elementleri helyum veya vakum kullanmaksızın analiz edebilmeleridir.  Özellikle Mg ve Al  daha düşük dedeksiyon limitleri elde etmek için helyum gazı bazı SDD dedektörlü cihazlarda kullanılabilir. THERMO NITON ANALYZER firmasının GOLDD modeli bu opsiyona sahiptir.
Bu tür cihazlar kolay kullanıma sahip, sadece numuneye yaklaştırmak (5 mm den uzak olmamalı) ve tetiğe basmak yeterli olmaktadır. 30 a yakın elementin kimyasal analizi ile birlikte kütüphanesinde bulunan alaşımlarla kıyaslama yaparak SAE veya DIN normunda alaşım  kalite normunu da bulmaktadır. Gerekirse dahili kamerası ile numunenin  görüntüsü alınabilir, sonucu ve spektrumu ile birlikte kaydedilebilir. Uygun kalibrasyon ile kaplama kalınlığı da ölçebilmektedir. Aşağıda örnek ekran görüntüleri yer almaktadır :
Bu tür cihazlar, analiz anında  çok düşük güçte de olsa  X ışını yaydıklarından ithalleri ve kullanımları  bazı formalitelere tabidir. TAEK bu konuda yetkili kılınmıştır. Kullanım pratikliği , doğru ve  hassas olmaları  nedeniyle gün geçtikçe bu cihazlar daha fazla yaygınlaşmaktadır. Metal analizi kullanımı dışında madencilik,  plastik-elektronik RoHS, arkeoloji gibi kullanım alanları vardır.
[ANASAYFA] [REFERANSLAR] [İLETİŞİM]
[THERMO NITON XRF ANALYZER]
[OXFORD WAS SPEKTROMETRELER]