以XRF於煉鋼廠內做至少3種應用而創造低成本的範例

摘要

XRF為一快速且便利的非破壞性檢測方法,並且以往需要不同設備才能夠做的檢測,舉凡像是金屬牌號鑑定(PMI)在以前是以分光儀為主要檢測方式;RoHS有害物質重金屬檢測及膜厚檢測再以往是需要兩台設備單獨各自處理;爐渣等廢棄物回收則以ICP或是AA等化性分析方式處理。現在則能夠用一台XRF同時處理上述問題。

XRF於台灣行之有年,大致上舉凡金屬廠用XRF滿足快速金屬牌號鑑定(PMI)需求、半導體或電子廠用XRF滿足RoHS有害物質重金屬檢測以及膜厚需求、回收廠在回收料的過程使用XRF判斷重點元素濃度值。各行業皆能使用XRF解決某些業界的問題。而近期也更多客戶了解XRF硬用廣度之後,充分利用這個廣度來優化產線的良率已及降低支出成本。

能邁科技有個客戶同時使用金屬牌號鑑定(PMI)及RoHS有害物質重金屬檢測和爐渣檢測使一台XRF能在不同的生產地方發揮功能。

XRF用於回收料做金屬牌號鑑定(PMI)

全球原物料因新興國家的興起,需求及價格被推向另一個高點,全世界新興國家不斷的積極建設中,在供給有限需求增加的條件下,全球的資源使用及再回收利用就越來越受到重視,因此在回收料再純化之前,先確認所收到的金屬物件內元素濃度為第一件事情,利用XRF做牌號鑑定(PMI)以及原素濃度檢測則有效增加判斷速度,操作方便好上手的介面能夠減少訓練時間並提高運作速度。

XRF用於RoHS有害物質重金屬檢測

歐盟(EU)早在2006年就開始實施RoHS/WEEE指令,在產品製造設計前,就需考量所使用的原料、物件中重金屬鉛、鎘、汞、鉻等的有害物質使用須符合規範內,一方面是能夠使以利於產品時的回收再利用率更高,減低對環境的污染危害!另一方面則考量到歐盟針對RoHS指令的初衷目標是期望能夠每個生產鏈的廠商皆對自己的供應商做向上管理,當上游供應商所提供的物件皆不含RoHS有害物質重金屬,則自己加工後再交給下游的廠商仍然符合RoHS規範內,這樣管理下,冗長的生產流程所製造出來的最終產品則依然符合RoHS指令所規範的有害物質範圍內。而產品在市場上面流通不僅減少危害人體健康及環境競康的情形,更是能夠回收再利用或再加工製造成新產品,以延長產品壽命,減少廢棄物的燃燒率。

XRF用於爐渣內容檢測物質或廢棄物值檢測

XRF用於燃燒過程中爐內產生的爐渣做檢測,以控管原料端的原料來源減少爐渣結塊情形,能夠有效提高整體燃燒過程中的效率,並且針對爐渣內元素再次尋找新的應用和處理方式,更能省下廢棄物處理的時間和金錢。

XRF光原理來源

X Ray光譜學可追溯到1909年,當時Charles G. Barkla發現從樣品X射線的輻射與樣品的原子量之間存在關聯性。1913年,Henry Gwyn Jeffreys Moseley通過觀察每次原子序數增加1時,與X射線光譜中的K線躍遷移動數量相同,便使用X射線對元素進行編號。他因此將原以原子量增加的周期表改為基於原子序數的周期表而受到讚譽。

當一束高能量粒子(X Ray)與原子相互作用時,如果其能量大於或等於原子某一電子軌域電子結合能,則可將該軌域電子逐出,形成電洞;這時原子處於不穩定狀態,在極短的時間內外層電子會向電洞躍遷,使原子恢復到穩定狀態;在這一躍遷過程中,兩電子殼層的能量差將以特徵X射線的形式溢出原子。如果電洞在K、L、M 殼層產生,就會相應產生K、L、M 線系的X螢光射線或稱之元素X ray特性螢光分析線。

圖4. XRF原理圖

XRF為一快速且便利的非破壞性檢測方法,並且以往需要不同設備才能夠做的檢測舉凡像是金屬牌號鑑定(PMI)再以前是以分光儀為主要檢測方式;RoHS有害物質重金屬檢測及膜厚檢測再以往是需要兩台設備單獨各自處理;爐渣等廢棄物回收則以ICP或是AA等化性分析方式處理。現在則能夠用一台XRF同時處理上述問題。

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