随着材料表面技术的广泛应用和高速发展,衡量镀层优劣也日益受到大家重视,通常镀层测试包括外观、附着力、硬度、孔隙率、耐腐蚀性、成分和厚度等项目,其中镀层厚度是衡量镀层质量的重要指标,是其物理性能测试中很重要的一个环节,在很大程度上影响产品的可靠性以及使用寿命。镀层厚度的测试方法很多,本文将着重介绍X射线光谱法(荧光法)、金相法和溶解法这三种检测方法及其意义。
1.镀层厚度测试方法一般有:X射线光谱法(荧光法)、金相法、溶解法。
1.1非破坏性检测——X射线光谱法(荧光法):
1.1.1原理:基于一束强烈而狭窄的多色或单色X射线与基体和覆盖层的相互作用,此相互作用会产生离散波长和能量的二次辐射,而覆盖层单位面积质量和二次辐射强度之间存在一定的关系,通过测定其二次辐射强度即得出覆盖层的线性厚度。
1.1.2设备:X射线能谱分析仪/镀层测厚仪
1.1.3常用标准:GB T 16921-2005;ISO 3497-2000; ASTMB568-1998(2014)
1.1.4常用镀层:金属镀层
1.1.5影响测试结果的因素:
测试条件:测试时间;测试次数等
测试样品:覆盖层的厚度、组成、密度;基体的成分、厚度;测试面的尺寸、清洁度、倾斜度;试样曲率、中间覆盖层等
测试设备:测量程式的选择,校正标准块的选择;激发能量和激发强度;检测器、辐射程等
1.2破坏性检测—金相法:
1.2.1原理:是采用显微镜检测横断面,以测量金属覆盖层、氧化膜层的局部厚度的方法。从待测件上切割一块试样,镶嵌后,采用适当的技术对横断面进行研磨、抛光和浸蚀后测试横断面的厚度,金相法测样品的厚度为局部厚度。厚度越大,误差越小。
1.2.2设备:金相显微镜、数码工具显微镜、场发射扫描电子显微镜(SEM)
1.2.3常用标准:
GB/T 6462-2005;ISO 1463:2003;ASTM B487-85(2013);ISO2808-2007/GB/T 13452.2-2008;ASTM B748-90(2016);GB/T 16594-2008;GB/T20307-2006;GB/T 17722-1999
1.2.4常用镀层:绝大部分涂镀层
1.2.5测试步骤:试样截取—试样清洗—试样镶嵌—研磨抛光—腐蚀—观察分析
1.2.5.1试样截取—微切片:
①原理:试样经截取,填充环氧树脂后,垂直于试样方向所做的横断面切片,是一种观察样品截面组织结构情况的Zui常用的制样手段。
②测试步骤:取样—镶埋—研磨、抛光、腐蚀
A. 取样(切割):精密切割(大部分材料)、砂轮切割(金属材料)、特殊切割(硬度不高的金属或非金属材料)
B. 镶埋:冷镶(适用于所有产品)、热镶(适用于钢材)、不镶(适用于具有较大平面的样品)
C. 研磨、抛光: 砂轮打平—粗砂纸—细砂纸—粗抛—细抛—精抛—微腐蚀
1.2.6影响测试结果的因素:
测试条件:测试样品;覆盖层表面粗糙度;横断面的斜度:偏差10,将产生1.5%的误差;覆盖层的变形;覆盖层边缘倒角;附加镀层;样品的腐蚀等
测试设备:测量设备放大倍数;设备的标尺的校准;测量设备的分辨率;明暗场的选择等