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覆層厚度的要求
[ 2012/9/18 8:48:28 ] [轉(zhuǎn)載請注明來源:就是要儀器網(wǎng)]

對材料表面起保護(hù),裝飾作用的覆蓋層,如涂層,鍍層,敷層,貼層,化學(xué)生成膜等,在一些國家和國際標(biāo)準(zhǔn)中稱為覆層(coating)。

覆層厚度測量已成為加工工業(yè)、表面工程質(zhì)量檢測的重要環(huán)節(jié),是產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的必要手段。為使產(chǎn)品國際化,我國出口商品和涉外項(xiàng)目中,對覆層厚度有了明確要求。

覆層厚度的測量方法主要有:楔切法,光截法,電解法,厚度差測量法,稱重法,X射線熒光法,β射線反向散射法,電容法、磁性測量法及渦流測量法等等。這些方法中前五種是有損檢測,測量手段繁瑣,速度慢,多適用于抽樣檢驗(yàn)。

X
射線和β射線法是無接觸無損測量,但裝置復(fù)雜昂貴,測量范圍較小。因有放射源,使用者必須遵守射線防護(hù)規(guī)范。X射線法可測極薄鍍層、雙鍍層、合金鍍層。β射線法適合鍍層和底材原子序號大于3的鍍層測量。電容法僅在薄導(dǎo)電體的絕緣覆層測厚時采用。

隨著技術(shù)的日益進(jìn)步,特別是近年來引入微機(jī)技術(shù)后,采用磁性法和渦流法的測厚儀向微型、智能、多功能、高精度、實(shí)用化的方向進(jìn)了一步。測量的分辨率已達(dá)0.1微米,精度可達(dá)到1%,有了大幅度的提高。它適用范圍廣,量程寬、操作簡便且價廉,是工業(yè)和科研使用最廣泛的測厚儀器。

采用無損方法既不破壞覆層也不破壞基材,檢測速度快,能使大量的檢測工作經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行。

一. 磁吸力測量原理及測厚儀

永久磁鐵(測頭)與導(dǎo)磁鋼材之間的吸力大小與處于這兩者之間的距離成一定比例關(guān)系,這個距離就是覆層的厚度。利用這一原理制成測厚儀,只要覆層與基材的導(dǎo)磁率之差足夠大,就可進(jìn)行測量。鑒于大多數(shù)工業(yè)品采用結(jié)構(gòu)鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型,所以磁性測厚儀應(yīng)用最廣。測厚儀基本結(jié)構(gòu)由磁鋼,接力簧,標(biāo)尺及自停機(jī)構(gòu)組成。磁鋼與被測物吸合后,將測量簧在其后逐漸拉長,拉力逐漸增大。當(dāng)拉力剛好大于吸力,磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得覆層厚度。新型的產(chǎn)品可以自動完成這一記錄過程。不同的型號有不同的量程與適用場合。

這種儀器的特點(diǎn)是操作簡便、堅(jiān)固耐用、不用電源,測量前無須校準(zhǔn),價格也較低,很適合車間做現(xiàn)場質(zhì)量控制。

二. 磁感應(yīng)測量原理

采用磁感應(yīng)原理時,利用從測頭經(jīng)過非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小,來測定覆層厚度。也可以測定與之對應(yīng)的磁阻的大小,來表示其覆層厚度。覆層越厚,則磁阻越大,磁通越小。利用磁感應(yīng)原理的測厚儀,原則上可以有導(dǎo)磁基體上的非導(dǎo)磁覆層厚度。一般要求基材導(dǎo)磁率在500以上。如果覆層材料也有磁性,則要求與基材的導(dǎo)磁率之差足夠大(如鋼上鍍鎳)。當(dāng)軟芯上繞著線圈的測頭放在被測樣本上時,儀器自動輸出測試電流或測試信號。早期的產(chǎn)品采用指針式表頭,測量感應(yīng)電動勢的大小,儀器將該信號放大后來指示覆層厚度。近年來的電路設(shè)計(jì)引入穩(wěn)頻、鎖相、溫度補(bǔ)償?shù)鹊匦录夹g(shù),利用磁阻來調(diào)制測量信號。還采用專利設(shè)計(jì)的集成電路,引入微機(jī),使測量精度和重現(xiàn)性有了大幅度的提高(幾乎達(dá)一個數(shù)量級)?,F(xiàn)代的磁感應(yīng)測厚儀,分辨率達(dá)磁感應(yīng)測厚儀_電渦流測量原理_磁吸力測量原理及測厚儀_電渦流原理的測厚儀到0.1um,允許誤差達(dá)1%,量程達(dá)10mm

磁性原理測厚儀可應(yīng)用來精確測量鋼鐵表面的油漆層,瓷、搪瓷防護(hù)層,塑料、橡膠覆層,包括鎳鉻在內(nèi)的各種有色金屬電鍍層,以及化工石油待業(yè)的各種防腐涂層。

三. 電渦流測量原理

高頻交流信號在測頭線圈中產(chǎn)生電磁場,測頭靠近導(dǎo)體時,就在其中形成渦流。測頭離導(dǎo)電基體愈近,則渦流愈大,反射阻抗也愈大。這個反饋?zhàn)饔昧勘碚髁藴y頭與導(dǎo)電基體之間距離的大小,也就是導(dǎo)電基體上非導(dǎo)電覆層厚度的大小。由于這類測頭專門測量非鐵磁金屬基材上的覆層厚度,所以通常稱之為非磁性測頭。非磁性測頭采用高頻材料做線圈鐵芯,例如鉑鎳合金或其它新材料。與磁感應(yīng)原理比較,主要區(qū)別是測頭不同,信號的頻率不同,信號的大小、標(biāo)度關(guān)系不同。與磁感應(yīng)測厚儀一樣,渦流測厚儀也達(dá)到了分辨率0.1um,允許誤差1%,量程10mm的高水平。

采用電渦流原理的測厚儀,原則上對所有導(dǎo)電體上的非導(dǎo)電體覆層均可測量,如航天航空器表面、車輛、家電、鋁合金門窗及其它鋁制品表面的漆,塑料涂層及陽極氧化膜。覆層材料有一定的導(dǎo)電性,通過校準(zhǔn)同樣也可測量,但要求兩者的導(dǎo)電率之比至少相差3-5倍(如銅上鍍鉻)。雖然鋼鐵基體亦為導(dǎo)電體,但這類任務(wù)還是采用磁性原理測量較為合適.

四、塑膠產(chǎn)品上涂層厚度的測量問題

1
.用轉(zhuǎn)移法測量塑膠產(chǎn)品上涂層時的注意事項(xiàng)

對塑膠產(chǎn)品上涂層的測量。如使用超聲波發(fā)測量時,經(jīng)常因涂層與基材發(fā)生相溶而沒有較好的聲波反射面,從而導(dǎo)致測量失敗或讀值嚴(yán)重偏差。如使用切鍥法,也多有使用不方便和讀數(shù)困難的地方。

所以目前便攜式電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠普遍使用轉(zhuǎn)移法測量塑膠產(chǎn)品上涂層。

我們經(jīng)過多年實(shí)踐,推薦先在產(chǎn)品上蓋若干小條標(biāo)準(zhǔn)厚度的聚酯薄膜(50微米左右,我公司有專門定制供應(yīng)),再用紙基美紋膠帶壓住兩頭,留出中間部分。將該產(chǎn)品放入噴涂線上正常噴涂、烘烤。

產(chǎn)品完工后,取下留有漆膜的聚酯薄膜,用鐵零板(或鋁零板)做基板用磁感應(yīng)(或電渦流法)膜厚儀分別測量有涂層的部分和無涂層的部分,兩者之差就是涂層厚度。由于采用同一塊零板,所以電磁感應(yīng)參考點(diǎn)不會發(fā)生變化,從而保證了測量基準(zhǔn)不變,保證了測量的準(zhǔn)確。另外,特別是因采用了差別法,所以儀器和零板的誤差都會因相減而抵消。這樣就大大降低了對零板和儀器精度的要求。

也有部分工廠仍采用粘貼鐵片和鋁片的方法,需要注意的是每塊鐵片或鋁片表面粗糙度不同、凸凹變形、厚薄變化等會造成電磁感應(yīng)參考點(diǎn)發(fā)生變化,這樣可能會造成測量誤差加大和重復(fù)性較差。需要注意避免。

2
.涂層厚度測量的其他問題

a.
涂層烘烤固化后,還有一個繼續(xù)固化的緩慢過程,因條件限制, 工廠一般取下產(chǎn)品后就會測量。如過一兩天后再測,往往厚度會少1~3微米。

b.
至于切片法測厚,制備切片則非常重要。由于基材和涂層都較軟,切割變形可能造成涂層向基材方向或基材向涂層方向擠壓侵占,從而造成讀數(shù)偏大或偏小。

另外油漆噴涂過程是液態(tài)點(diǎn)狀濺射至基材后,經(jīng)流平、交聯(lián)、成膜固化。斷面一定是表面有起伏狀態(tài),外觀上看則呈現(xiàn)出桔皮現(xiàn)象。轉(zhuǎn)移法測厚是在平面上隨機(jī)取點(diǎn),或再取平均數(shù),切片法是在切割處的一條直線斷面上顯微目視讀數(shù)。兩者因取點(diǎn)方法不同、位置不同,兩者讀數(shù)會有不同。但兩者有互相參考價值,可分析對比找出原因。

UFT4100涂層測厚儀與北京時代/德國EPK/易高等同類相比的優(yōu)點(diǎn):

1:測量速度比時代TT系列快6倍;比EPK等進(jìn)口產(chǎn)品還快一倍

2:精度高 :本公司產(chǎn)品簡單校0后精度即可達(dá)到1-2%是目前市場上唯一能達(dá)到A級的產(chǎn)品,其精度遠(yuǎn)高于時代等國內(nèi)同類.EPK等進(jìn)口產(chǎn)品精度也高

3:穩(wěn)定性(測量值的穩(wěn)定性和使用穩(wěn)定性)比時代等國內(nèi)所有產(chǎn)品都好的多,也優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品。

4功能、數(shù)據(jù)、操作、顯示全部是中文


UFT4100
涂層測厚儀概述
  本儀器是一種便攜式測量儀,它能快速、無損傷、精密地進(jìn)行涂、鍍層厚度的測量。既可用于實(shí)驗(yàn)室,也可用于工程現(xiàn)場。通過使用不同的測頭,可滿足多種測量的需要。
適用范圍
  本儀器采用了磁性和渦流兩種測厚方法,可無損地測量磁性金屬基體如鋼、鐵、合金和硬磁性鋼等 )上非磁性覆蓋層的厚度(如鋁、鉻、銅、琺瑯、橡膠、油漆等)及非磁性金屬基體(如銅、鋁、鋅、錫等)上非導(dǎo)電覆蓋層的厚度(:琺瑯、橡膠、油漆、塑料等)。
  本儀器能廣泛地應(yīng)用在電鍍、防腐、航天航空、化工、汽車、造船、輕工、商檢等檢測領(lǐng)域。是材料保護(hù)專業(yè)必備的儀器。


UFT4100
涂層測厚儀主要技術(shù)指標(biāo)
  使用環(huán)境溫度:040℃ 
  電源:鎳氫電池
    9V
外型尺寸:
150×80×30mm 
  重量:300g
 
測量范圍:F1、N1F1/90
0-1250μm   
             F400
、N400
0-400μm     
             F10
0-10000μm     
測量誤差:F1N1、F1/90----?2%H+1);二點(diǎn)校準(zhǔn)精度1

               F400
、N400----?2%H+0.7 二點(diǎn)校準(zhǔn)精度1
               F10-----?
2%H+10   二點(diǎn)校準(zhǔn)精度1
注:H——標(biāo)稱值

注:H——標(biāo)稱值
主要功能
  可使用各種測頭(F400F1、F1/90°、F10、N1N400)進(jìn)行測量;
  三種校準(zhǔn)方法: 一點(diǎn)校準(zhǔn)、二點(diǎn)校準(zhǔn)、基本校準(zhǔn);
  顯示分辨率: 0.1μm(測量范圍小于100μm 
         1μm (測量范圍大于100μm
 
  設(shè)五個統(tǒng)計(jì)量,存儲500個數(shù)據(jù)

  有兩種工作方式:直接方式和成組方式
  有兩種測量方式:連續(xù)測量和單次測量
  有兩種關(guān)機(jī)方式:手動關(guān)機(jī)和自動關(guān)機(jī)
  可設(shè)置限界:對限界外的測量值能自動報警,并可用直方圖對一批測量值進(jìn)行分析;
  有刪除功能:對粗大誤差及錯誤設(shè)置可進(jìn)行刪除處理;
  打印功能:可打印測量測量值、統(tǒng)計(jì)值、限界、直方圖
  有音樂鈴聲隨時對操作進(jìn)行提示
  有電源欠壓指示功能 
  錯誤提示功能
 
  與打印機(jī)、計(jì)算機(jī)通訊(通訊軟件運(yùn)行環(huán)境為Window操作系統(tǒng))連接。

基本配置: 
  UFT4100涂層測厚儀主機(jī)   1
 
  UFT4100涂層測厚儀打印機(jī)  1
 
  F1N1測頭  1
 
  校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片  1

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