【XRF】除了RoHS之外的應用－合金比對與分析
X射線螢光分析儀簡稱XRF，依設備主體的配置方式來區分，可以分為手持式以及桌上型 兩種類型。XRF目前已經廣泛地應用在RoHS檢測、合金成份分析、土壤檢測…等各種領域。
手持式XRF因為體積小攜帶方便，可以內建合金資料庫，因此，在合金比對分析上，常採用手持式XRF進行合金的比對分析。
圖1、不銹鋼材
手持式XRF在不鏽鋼的應用
以不銹鋼為例，不同型號之不銹鋼會因抗腐蝕與用途等不同而有售價上的差異（參考表一），其中201價格低廉，但防鏽效果較差；304在台灣俗稱白鐵，用途最廣，常用於一般工業、容器、家具裝飾等；316耐腐蝕性佳，但價格不斐；430價格較低，為304替代品，長期使用易生鏽。一般無法直接從外觀區分出不鏽鋼的型號。透過XRF合金快速比對功能，可於入料檢查時快速確認供應商是否確實發貨。
表一、常用不銹鋼材比較表
利用XRF即可馬上得知不鏽鋼材料的成份比例以及材質種類，方便又實用。如下圖二所示，手持式XRF快速判定該材質為304不鏽鋼。
圖2、手持式XRF檢測結果
桌上型XRF在鋅合金的應用
由於鋅合金具有良好的強度與硬度，使得它成為許多材料解決方案的選擇，同時也是加工、加壓、衝壓與組合零件的理想替代品。
在鋅合金成分中，有效合金元素如：鋁、銅、鎂；以及有害雜質元素如：鉛、鎘、錫、鐵…等的含量，會影響鋅合金的機械性、流動性、硬度以及尺寸安定性等加工特性。因此，控管熔煉過程中的含量比例相當重要，利用桌上型XRF感度高、偵測下限低、再現性佳的特性，可以有效應用於鋅合金的管控，請參考下表二。
表二、常用鋅合金比較表
下面的例子是客戶採用Zamak2鋅合金進行材料加工後，會發生表面鼓泡以及鍍層剝離的現象，透過日立生產的桌上型XRF（EA1200VX）實際測試比對之後，由樣品與Zamak 2標準品的測試結果中發現，銅（Cu）含量偏低，以及微量雜質元素鉛（Pb）含量偏高。當鋅合金中雜質元素鉛、鎘含量較高，於工件剛壓鑄成型時，起初表面品質雖一切正常，但在室溫下存放一段時間後，表面會容易出現鼓泡。
表三、利用桌上型XRF可以得到樣品1號及5號都和Zamak 2的含量成份有明顯的差異
如何選擇手持式或桌上型 XRF
如果您是要快速進料篩選一般合金成份時，建議可以選擇手持式XRF；若是您要分析的合金成份中的關鍵元素是鎂、鋁等輕元素時，則建議可以採用具有抽真空功能的桌上型XRF，例如日本日立的EA12000VX機型，或是可以依照以下建議去選擇機型。
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