涂层厚度检测方法及标准化+文献综述(4)
时间:2017-02-27 10:47 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
磁感应测厚法的基本原理：利用基体上的非铁磁性涂覆层在测量磁回路中形成非铁磁间隙，使线圈的磁感应强度减弱；当测量的是非铁磁性基体上的磁性涂镀层厚度时，则随着涂镀层厚度的增加，其磁感应强度也会增加。利用磁感应原理的测厚仪，原则上可以测量导磁基体上的非导磁覆层厚度，一般要求基材导磁率在5o0 H／m以上。如果覆层材料也有磁性，则要求与基材的导磁率之差足够大(如钢上镀镍)。早期的产品采用指针式表头，测量感应电动势的大小，仪器将该信号放大后来指示覆层厚度。 （4）电涡流测厚 涡流测厚仪是根据涂镀层与基体材料的导电性有足够的差异来进行金属基材上涂覆层的物性膜厚来测量的。该方法实质上也属于电磁感应原理，但能否采用该方法进行厚度测定，与基体及涂镀层材料的导电性有关，而与其是否为磁性材料无关[7]。其工作原理为：高频交流信号会在测头线圈中产生电磁场，当测头靠近导体时，就在其中形成涡流。测头离导电基体愈近，则涡流愈大，反射阻抗也愈大。这个反馈作用量表征了测头与导电基体之间距离的大小，也就是导电基体上非导电覆层厚度的大小[13]。 采用电涡流原理的测厚仪，主要是对导电体上的非导电体覆层厚度的测量，但当覆层材料有一定的导电性时，通过校准也同样可以测量，只是要求两者的导电率之比至少相差3~5倍(如铜上镀铬)。 （5）磁性/涡流测厚 磁性测厚和涡流测厚均有缺点，为此，很多厂家将两者综合在一起进行测定，采用的探头有3种：F型、N型和FN型[20]。其中F型探头采用磁感应原理，可用于钢铁上的非磁性涂镀层，如油漆、塑料、搪瓷、铬和锌等；N型探头采用涡流原理，用于有色金属(如铜、铝、奥氏体不锈钢)上的绝缘层，如阳极氧化膜、油漆和涂料等；而FN型探头同时具有F和N型探头的功能，利用这种两用型探头，可实现在磁性和非磁性基体上自动转换测量。目前开发比较成熟的磁性测厚仪有时代公司的TT220，德国EPK 公司开发的MINITEST4100/3100/2100/1100系列测厚仪和PHYNIX公司的Surfix/Pocket-Surfix便携式涂镀层测厚仪，可以方便地实现各种条件下的无损测厚。 （6）X射线荧光测厚 X射线荧光测厚法原理：利用低能光子源发出的低能光子激发镀层物质或基底材料，根据激发出的荧光能量和强度(或基底材料荧光在镀层中的衰减)来确定被测物质元素及其厚度。因此，利用X射线荧光分析技术测厚，在仪器设计方面最重要的是选择和使用低能光子激发源，探测X射线荧光的探测器以及对荧光进行能量选择的滤光片。可以根据待测物质(镀层)来选择合适的同位素光子源，选择的放射源的光子能量要略高于待测元素的吸收限能量，以便对待测元素有较高的激发效率，同时也可减少散射的干扰。除了能量的因素外，半衰期、活度、制备质量对环境的影响以及价格等也是考虑的因素 ，如对锌镀层的测量，238Pu、241Am和 3H/Zr等都是可使用的光子源。姜睿采用X射线荧光测厚原理制备的热镀锌层测厚系统在宝钢得到了实际应用，在降低成本、提高经济效益上取得了明显的效果 。 另外，还有一种采用x射线测量镀层厚度方法，是目前较为通用的方法 。测量原理如下：首先使凸面状的摇臂顶端与基体金属的表面镀层形成相接触的状态，然后由摇臂的轴心部位向镀层照射X射线，通过镀层反向散射，先测出来自基体金属(即镀层的里面)的反射量，再换算成镀层厚度。 （7）超声波测厚 超声波测厚仪可用于测量多种材料的厚度，如钢、铁、塑料和玻璃等。但是，目前国内还没有用到，国外极少数厂家有这样的仪器，适用多层涂镀层厚度测量或磁性测厚和电涡流测厚方法无法测量的场合，如德国EPK公司生产的Quintsonic型超声波测厚仪及美国DeFelsko公司生产的PosiTect0r l00/200型超声波涂层测厚仪，对木材、塑料、玻璃、混凝土、陶瓷及金属的油漆、瓷釉和其他绝缘金属涂镀层厚度都可进行测量[16]。其最大的特点是，只需一次测量即可测定多层涂层的总厚度及指定的各层厚度，且精度可达到(2µm±3％)。 (责任编辑：qin) |