文/北国老剑
工业生产中,在对材料表面进行保护或装饰时,通常要对材料进行涂层、镀层、敷层、贴层及化学成膜等,这在国际标准中称为覆层。对覆层的检测,是表面工程质量检测的重要环节,也是产品达到质量标准的衡量手段之一。
覆层的测量,通常会有两大类方法:有损检测和无损检测。有损检测包括:楔切法、光截法、电解法、厚度差测量法及称重法;无损检测包括:磁性测厚法、涡流测厚法、X射线荧光法、β射线反向散射法,电容法、超声波测厚仪以及涂镀层测厚仪等。
本文着重介绍几种常见的测量方法:
1. 磁性测厚法:该方法只适用于磁性材料上非导磁层厚度的测量,该方法具有测量速度快、稳定性好、精度高等特点。由该方法生产的磁性涂层测厚仪被广泛应用于电镀、防腐、航空航天、化工、汽车、造船、轻工、商检等检测领域。
2. 涡流测厚法:该方法通常用于导电金属上的非导电层厚度测量,对有色金属基体上的油漆、塑料、橡胶等涂层,或者是铝基体上的阳极氧化膜厚度等。这种方法被广泛应用于机械、汽车、造船、石油、化工、电镀、喷塑、搪瓷、塑料等行业,这种方法与磁性测厚法相比测量精度较低。
3. 超声波测厚仪法:凡是能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用。由于超声波测厚仪比较昂贵,测量精度也不是很高,因此只有在磁性测厚法和涡流测厚法都无法测量的情况下才会使用该仪器来测量。
4. 放射测厚法:X射线法可测量极薄镀层、双镀层及合金镀层,β射线法则适用于镀层和底材原子序号大于3的镀层测量。由此生产的仪器复杂且价格昂贵,适合测量的范围较小。
在对覆层进行测量过程中,通常有以下几种因素影响测量精度。
(1)覆层厚度:当覆层厚度大于25μm时,覆层厚度与测量误差成正比。
(2)电导率:当基体金属材料成分或热处理方法不同时,基体金属的电导率会发生变化,电导率的差异也会影响测量结果。
(3)基体金属厚度:任何一种测量方法都对基体金属有一个临界厚度的要求,当基体金属厚度小于这个厚度时,测量结果会受到基体金属厚度的影响而产生误差。
(4)粗糙度:基体金属盒覆层表面的粗糙也会影响测量的精度。
(5)式样曲率:测量误差随式样曲率半径的减小明显增大。
目前,致力于测厚仪生产和销售的厂商有上海华阳检测仪器有限公司、时代集团公司、科电仪器有限公司、北京科海恒生科技有限公司、北京联合盛朝技贸有限公司等。
未来,覆层测厚仪将向着便携型、多功能、低功耗、高精度等智能测厚仪的方向发展,随着智能测厚仪的不断改进,在生产应用中将更加快捷、方便。