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覆层厚度的测量方法介绍

时间:2020-12-25 来源:计量校准 点击:

覆层厚度的测量方法介绍
 
  通过保护和装饰材料表面形成的覆盖层,如涂层、镀层、涂层、粘结层、化学成膜等。在相关国家和国际标准中称为覆盖层。涂层厚度测量已经成为加工行业和表面工程质量检测的重要组成部分,是产品达到优良质量标准的必要手段。为了使我们的产品国际化,我们的出口商品和涉外项目对涂层厚度有明确的要求。
  涂层厚度的测量
  涂层厚度的测量方法主要有楔切法、光切法、电解法、厚度差测量法、称重法、X射线荧光法、射线背散射法、电容法、磁性测量法和涡流测量法等。在这些方法中,前五种是有损检测,比较繁琐和缓慢,大多适合抽样检查。X射线法和射线法是非接触式无损测量,但设备复杂、昂贵,测量范围小。因为有放射源,用户必须遵守辐射防护规定。超薄镀层、双层镀层和合金镀层可用X射线法测量。射线法适用于测量涂层和原子序数大于3的涂层。电容法仅用于薄导体绝缘涂层的厚度测量。
  随着技术的发展,特别是近年来微机技术的引入,磁法和涡流法测厚仪朝着小型化、智能化、多功能、高精度和实用化的方向迈出了一步。测量分辨率达到了0.1微米,精度可以达到1%,得到了很大的提高。它适用范围广,测量范围广,操作简单,价格低廉,是工业和科研中应用最广泛的测厚仪。
  无损检测方法不会损伤涂层或基体,检测速度快,可以经济地进行大量的检测工作。
  测量原理和仪器:
  1.仪器校验磁引力测量原理
  永磁体(探头)和导磁钢之间的吸引力与它们之间的距离成正比,即涂层的厚度。只要涂层和基底之间的磁导率差异足够大,根据这一原理制成的测厚仪就可以测量。鉴于大多数工业产品都是用结构钢和热轧、冷轧钢板冲压而成,所以磁性测厚仪被广泛使用。测厚仪的基本结构由磁钢、继电器弹簧、标尺和自动停止机构组成。磁钢被吸引到被测物体后,测量弹簧逐渐伸长,拉力逐渐增大。当拉力刚好大于吸力时,记录磁钢分离瞬间的拉力即可得到镀层厚度。新产品可以自动完成这个录制过程。不同的型号有不同的适用范围和适用场合。
  该仪器操作简单、坚固耐用、无电源、测量前无需校准、价格低廉,非常适合车间现场质量控制。
  二.磁感应测量原理
  当采用磁感应原理时,涂层的厚度由从探头通过非铁磁涂层流入铁磁基体的磁通量来测量。也可以测量相应的磁阻来表示涂层厚度。涂层越厚,磁阻越大,磁通量越小。原则上,基于磁感应原理的测厚仪可以具有导磁基底上的非磁性涂层的厚度。一般要求基材的渗透率在500以上。如果涂层材料也是磁性的,则要求涂层材料和基体材料的磁导率之差足够大(如钢上镀镍)。当缠绕在软芯线圈上的探头放在被测样品上时,仪器自动输出测试电流或测试信号。早期的产品使用指针式仪表测量感应电动势,仪器放大信号后显示涂层厚度。最近几年
  高频交流信号在探头的线圈中产生电磁场,探头靠近导体时在线圈中形成涡流。探头离导电基片越近,涡流越大,反射阻抗越大。该反馈作用表示探针和导电基底之间的距离,即导电基底上非导电涂层的厚度。这种探头通常被称为非磁性探头,因为它测量非铁磁金属基底上的涂层厚度。非磁性探头使用高频材料作为线圈芯,如铂镍合金或其他新材料。与磁感应原理相比,主要区别是探头不同、信号频率不同、信号大小不同、标度关系不同。与磁感应测厚仪一样,涡流测厚仪也达到了0.1um的高分辨率水平,允许误差为1%,测量范围为10 mm。原则上,基于涡流原理的测厚仪可以测量所有导体上的不导电涂层,如航空航天飞机、车辆、家用电器、铝合金门窗等铝制品表面的油漆、塑料涂层和阳极氧化膜。涂层材料具有一定的电导率,也可以通过标定来测量,但要求涂层材料与涂层材料的电导率比至少相差3-5倍(如铜上镀铬)。虽然钢基体也是导体,但是用磁学原理来测量这样的任务更合适。
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