Hier wird die binäre Legierung Silber/Kupfer gerade deswegen näher untersucht, weil diese Kombination die größte technische Bedeutung hat und fast sämtliches Münz- und Juweliersilber aus dieser Legierung besteht.
In flüssigem Zustand sind beide Elemente untereinander vollkommen, im
festen Zustand nur eingeschränkt löslich. Bei der
eutektischen Temperatur
von 
lösen
sich noch 8.8 Massen-% Kupfer in Silber und umgekehrt 8.0 Massen-%
Silber in Kupfer. Sinkt die Temperatur auf 
, beträgt
die Lösbarkeit nur noch 0.2 Massen-% Cu in Ag bzw. < 0.05
Massen-% Ag in Cu. Abhängig von der Art der thermischen (langsames
oder mäßiges Abkühlen, schnelles
Abschrecken) oder mechanischen (Verformung) Behandlung, verändern
sich die Anteile von homogenen Mischphasen und kondensierenden
Kupferpartikeln [ULM76,GME70]. Diese Ausscheidungen mit
Korngrößen von 
2.5
, lagern sich bevorzugt an
der Oberfläche ab. Aufgrund von Korrosion, Reinigung, Abrieb durch
Benutzung usw. kommt es zu einer Verarmung von Kupfer und dadurch zu
einer Anreicherung von Silber an der Oberfläche der Legierung. Das
Maß der Oberflächenverarmung hängt von der Konzentration des
jeweiligen Elementes und seiner Lösbarkeit in festem Silber
ab. Liegen Konzentrationen von < 0.5% vor, wird keine Verarmung
festgestellt [CART64].
Um diesen Effekt der Oberflächenverarmung von Kupfer nun qualitativ und quantitativ untersuchen zu können, ist es notwendig zu wissen, aus welchen maximalen Schichtdicken bei einer angenommenen homogenen Verteilung noch Kupfer nachweisbar ist.
Dazu werden einige Modellrechnungen für einen typischen Aufbau mit folgenden Parametern durchgeführt:
Meßdauer: 2050 mA
s
Be + Al + 122 cm Luft +
223
Kapton
x 100
Es wird eine Ag(50%)/Cu(50%)--Legierung gewählt, da diese Legierung der Nominalzusammensetzung des 3 Reichsmarkstückes entspricht und sich bei der Auswertung zeigen wird, daß diese Zusammensetzung nicht verifiziert werden kann. Auf weitere Gründe hiefür wird bei der Diskussion der Ergebnisse eingegangen werden.
Um die Analysiertiefen zu bestimmen, wird die totale Flächenbelegung berechnet, bei der 99% der erwarteten maximalen Intensität erreicht ist. Dieses Kriterium wird gewählt, da etwa 1% Fehler bei der Peakflächenbestimmung vorliegt (statistischer Fehler und Unsicherheit bei der Berücksichtigung des Untergrundes). Es ergeben sich dabei folgende Dicken, die den Analysiertiefen einer reinen Kupfer- und reinen Silbermatrix gegenübergestellt werden.
Tabelle 3.1: Analysiertiefen
in Strahlrichtung für Cu und Ag in einer Legierung bestehend aus
50% Ag und 50% Cu mit 0.7 mm Al--Absorber
In Abbildung 3.3 
kann man sehr deutlich beobachten, wie mit
steigender Targetdicke die Fluoreszenzintensität zunächst zunimmt,
bis sie ab einer festen Grenzdicke (die Analysiertiefe) einen
konstanten Wert erreicht. Der Grund dafür ist, daß bei dünnen
Targets die Absorptionseffekte vernachlässigt werden können,
während sie bei zunehmender Probendicke immer stärker ins Gewicht
fallen, bis RF--Strahlung aus tieferen Schichten vollständig
absorbiert wird.
Abbildung 3.3: Maximale
Analysiertiefen von Cu (Abb. a)) und Ag (Abb. b)) in einer
Ag(50%)/Cu(50%)--Legierung in Abhängigkeit von der Dicke der
Aluminiumabsorber; jeweils in Strahlrichtung
Um nun größere Analysiertiefen zu erreichen, muß die Energie der anregenden SR erhöht werden, da dann auch tiefere Schichten zur RF angeregt werden. Dies erreicht man auf zweierlei Wegen. Die erste Möglichkeit ist die Erhöhung der Elektronenenergie, die zweite die Aufhärtung der anregenden SR durch Aluminiumabsorber.
Es zeigt sich, daß bei Aufhärtung der anregenden SR durch
einen Aluminiumabsorber von 2 mm die Analysiertiefe für Cu in
der Ag(50%)/Cu(50%) Legierung für alle betrachteten
Elektronenenergien um etwa 30% gegenüber 0.2 mm Aluminium zu
steigern ist. Mit der Abnahme der Gesamtfluoreszenzintensität steigt
jedoch ihr statistischer Fehler, im vorliegenden Fall von 0.2% auf
1.8%. Dagegen wird die maximal analysierbare Schichtdicke bei
Steigerung der Elektronenenergie von 2.3 GeV auf 3.0 GeV bei
jeder betrachteten Aluminiumdicke nur um etwa 10% größer, der
statistische Fehler jedoch liegt bei 2.3 GeV zwischen 0.07--0.4%
und bei 3.0 GeV sogar nur noch zwischen 0.04--0.2%. Entscheidend
für die Größe des statistischen Fehlers ist allerdings auch die
Meßdauer, da die Peakflächen der gemessenen RF--Linien linear mit
der Meßdauer steigen und damit ihr statistische Fehler kleiner
wird. Eine Verdopplung der Meßzeit beispielsweise bedeutet eine
Abnahme des relativen statistischen Fehlers um 29%. Um eine
möglichst hohe Anzahl von Messungen zu erhalten, sollte die Meßzeit
jedoch nicht zu lang sein. Hier wurden 300 s gewählt. Das
Ergebnis dieser Überlegung zeigt Abbildung 3.4 (mit obigen
Parametern). Insgesamt ist jedoch zu bedenken, daß die
Analysiertiefen in erster Linie durch die Absorption der RF--Strahlung
im Target beschränkt werden.
Betrachtet man die Analysiertiefen für Silber, erkennt man, daß diese für die jeweilige Elektronenenergie bei Erhöhung der Dicke der Aluminiumabsorber von 0.2 mm auf 2.2 mm nur um 2--3% größer werden, während bei einer Erhöhung der Elektronenenergie von 2.3 GeV auf 3.0 GeV eine Steigerung um 13--17% möglich ist.
Abbildung 3.4:
Vergrößerung der Analysiertiefen von Cu (Abb. a)) und Ag
(Abb. b)) in einer Ag(50%)/Cu(50%)--Legierung durch
Erhöhung der Energie der anregenden SR; jeweils in Strahlrichtung
Ein weiterer Vorteil der höheren Elektronenenergie ist die
Verbreiterung des Spektrums der SR zu höheren Energien, wodurch
hochenergetische RF--Linien, wie z.B. Ag
=
22.1 keV oder Sb
= 25.19 keV
stärker angeregt werden.