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金相显微镜检测涂镀层厚度的方法

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使用金相显微镜来进行涂镀层的厚度测量,是非常直观的一种观察和测量方法,使用显微镜测量,小编在很多文章中都进行过介绍了,相信大家测量的方法都掌握了。在镀涂层的测量之前,镀层的制样方法也是非常重要的,镀涂层的制样的好坏直接影响观察的效果和测量的结果,如何能够进行准确而规范的取样呢?下面就由小编介绍一下金相显微镜检测镀涂层厚度的时候,样品的制作方法。

1 横断面的要求及制备

1.1 横断面的要求

为了准确测量覆盖层的真实厚度,横断面要满足以下要求:

(1)横断面要垂直于覆盖层表面;

(2)横断面表面平整;

(3)切割和制备横断面所引起的变形材质要去掉;

(4)覆盖层横断面的两界面线应清楚明晰。

制备符合要求的横断面是金相显微镜法测量厚度的关键。如果制备的横断面不符合要求,那么无论测量仪器多么精密,都不可能测出厚度的真实值。

1.2 横断面制备的补充说明

横断面的制备包括取样、镶嵌、研磨、抛光、浸蚀5道工序。标准中给出了横断面制备的相关指南,采用标准时可参考使用,同时应注意以下几点。

2 取样

一般从待测件的主要表面的一处或多处切取试样,并具有充分的代表性。试样的截取方法可根据金属材料的性能不同而异。对于软材料,可以用锯、车、刨等方法;对于硬材料,可以用砂轮切片机切割或电火花切割等方法。此外,还可以采用金相试样切割机进行。试样的大小和形状以便于握持、易于磨制为准,通常采用直径15~20 mm、高15~20 mm的圆柱体或边长15~20 mm的立方体。

2.1镶嵌

为了防止边缘倒角,横断面一般都要进行镶嵌,同时镶嵌前应附加镀层或包裹金属箔作为表面支撑物镶嵌分冷镶嵌和热镶嵌两种。对于可受热(<150℃)和微压(<1 960 MPa)的镀层可采用热凝性塑料(如胶木粉)、热塑性塑料(如聚氯乙烯)等进行热镶嵌;不能受热或受压的镀层可采用冷凝性塑料(环氧树脂加固化剂)等进行冷镶嵌。

2.2研磨和抛光

研磨和抛光的目的是去掉变形材质和磨痕,使横断面平整并垂直于覆盖层表面。这是制备符合要求的横断面的关键工序,操作时一定要严加注意。通常研磨采用手动研磨抛光机,先用砂纸从粗到细研磨已镶好的样品,注意研磨过程中要加水冷却,以防止过热,直到磨至检测位置。

2.3浸蚀

选择合适的浸蚀液浸蚀试样,掌握握合适的浸蚀时间。将试样磨面浸入腐蚀剂中或用镊子住棉花球沾取浸蚀液,在试样抛光面上擦拭,一般试样抛光面发暗时就可停止。如浸蚀不足,可重复浸蚀;如一旦浸蚀过度,试样需要重新抛光,甚至还需在砂纸上进行磨光后再浸蚀。浸蚀完毕后,先用冷水冲洗试样,再用无水酒精清洗,吹干后待用。

3 测量

测量仪器:测量仪器主要包括金相显微镜和测量软件等。

4 测量水平及误差控制

测量水平即测量结果的好坏用测量不确定度来定量表示,亦即“由于误差的存在使测量结果不能肯定的程度" 。一般情况下,本方法的测量不确定度

为0.8μm;良好的条件下,其测量不确定度为0.4μm 。当测量不确定度同时大于1μ m和真实厚度的10%时,则测量存在较大误差,要重新测量(包括从横断面的制备开始)。测量时要注意影响测量不确定度的因素,尽量将测量误差控制在较小范围内,以提高测量水平。

5 显微镜法测厚的特点及应用

覆盖层厚度的显微镜测量技术应用较早,在国内外应用范围广,其突出特点为:

(1)直观,重现性好;

(2)测量范围宽,不受覆盖层厚度大小的影响,从几微米到几百微米都可以准确测量;

(3)适用面广,不但可以测量各种电镀层和氧化膜,还可测量釉瓷和玻璃搪瓷的厚度;

(4)测量具有破坏性,用该方法测量产品时,产品要报废;

(5)测量水平与实验者个人技术有很大关系,技术熟练有助于提高测量结果的准确性。

正是由于显微镜法测厚度具有以上的特点,因此,该方法常用来判断镀层的好坏,或用来测量精度较高的产品,或用来校正其它测厚方法。


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