En la detección en línea de recubrimiento / película delgada, El medidor de espesor de rayos beta se basa principalmente en dos principios físicos: penetración y dispersión inversa para realizar la medición dinámica sin contacto. Su mecanismo central se basa en las características de atenuación de los rayos beta cuando interactúan con la materia, combinadas con la Ley Bill - Lambert (j = j𔔂 e.. - μrhot) o el efecto de dispersión compton, para calcular el espesor del material detectando cambios en la intensidad de los Rayos.
Principio de medición penetrante
Adecuado para el monitoreo en línea de estructuras compuestas de sustrato y recubrimiento / película. Después de que el flujo de partículas emitido por una fuente de radiación beta, como KR - 85, penetra en el material medido, el detector recibe la intensidad de los rayos atenuados. Debido a que el coeficiente de absorción (mu) de las partículas beta en el material está relacionado con la densidad (p), cuando la densidad del sustrato es constante, la atenuación de la intensidad de rayos (△ i) tiene una relación exponencial con el espesor del recubrimiento / película (t). Por ejemplo, en el proceso de recubrimiento de la placa polar de la batería de litio, El medidor de espesor de rayos beta puede monitorear simultáneamente la densidad superficial del sustrato y la densidad unilateral del polo después del secado, y realizar la conversión en tiempo real del valor de espesor (rango de 0,1 - 2,2 mm) a través de la calibración de la muestra estándar, con una precisión de ± 0,1 micras.
Principio de medición de dispersión inversa
Para la detección de recubrimientos delgados ( < 2,5 μm) o recubrimientos, después de que los rayos beta irradian la muestra, algunas partículas se reflejan en el detector debido al efecto de dispersión compton. La resistencia a la reflexión está relacionada con el número atómico, la densidad y el espesor del recubrimiento, y es especialmente adecuada para la medición de recubrimientos de metales preciosos (como oro, plata) o no metálicos (como alúmina, óxido de zinc). La norma iso3543 - 81 estipula que la diferencia de número atómico entre la matriz y el recubrimiento debe ser ≥ 5 para garantizar la precisión, por ejemplo, la capa de níquel de la matriz de cobre (diferencia de número atómico 28 - 7 = 21) puede cumplir con las condiciones de detección.
Ventajas tecnológicas y adaptabilidad Industrial
En comparación con los medidores de espesor de rayos x, los equipos de rayos beta son más adecuados para la detección en línea de materiales extremadamente delgados (como tiras metálicas de menos de 0,8 mm) debido a su baja energía, y la vida útil de la fuente de radiación es de más de 10 años y el costo de mantenimiento es bajo. Sus escenarios de aplicación típicos incluyen: control de circuito cerrado del espesor en el laminación de placas de aluminio, monitoreo de la cantidad de pegamento de productos de caucho, clasificación del espesor de la lámina de cobre / lámina de aluminio de componentes electrónicos, etc. El medidor de espesor de rayos beta, lanzado en 2025, que integra la Plataforma de software de arquitectura huawei, se ha conectado directamente con el sistema mes, soportando el análisis estadístico SPC y el control de circuito cerrado de los datos de espesor, mejorando significativamente la eficiencia de la producción.