镀层厚度测量仪器及其检定、校准方法探讨.pdfVIP

张跃字：镀层厚度溅量仪器砭其检定、校准方法探讨 镀层厚度测量仪器及其检定、校准方法探讨 InstrumentsofMeasuringCoatingThicknessand VerificationandCalibrationDiscussion 张欣宇 (广东省计量科学研究院，广东 广州 510405) 摘 要：本文介绍了几种常用的镀层厚度测量仪器，阐述了不同仪器的工作原理、测量范围和优缺点，并对仪器的检定和校准方法进行了探讨。 关键词：镀层；厚度；测量仪器；检定；校准 0 前言 镀层或其它非金属覆盖层，如钢材表面的zn、Cr镀层以 作为近年来新兴的一个技术门类，金属表面处理技 及油漆、塑料、搪瓷等；电涡流测厚仪主要用于测量非磁 术在现代社会中越来越受到重视。利用电镀、化学镀、热 性基体上的非导电涂层，如有色金属表面的氧化层 、油漆 喷涂、气相沉积等方法为金属基体赋予一层新的镀层，既 层和涂料等。两种仪器的测量范围通常为(0～1500)btm， 可提高基体的硬度、耐磨性、耐腐蚀性，也可赋予材料表 最大可达30mm，仪器的最高分辩率可达0．1a／n，精度可 面某种特殊的功能特性如导电、导热、高反光性等，同时 达到±1％以上。有些厂家将两种类型测厚仪结合在一 还具有美观装饰作用，因此镀层在当前工业生产实践中 起，同时配备磁性探头(F型)和非磁性探头(N型)以方便测 应用十分广泛。镀层厚度一直是衡量镀层质量的重要指 量，或配备一个同时具有 F型和N型探头功能的FN型探 标，目前已出现许多可直接或间接测量镀层厚度的仪器 头，实现在磁性和非磁性基体上的自动转换测量。磁性和 设备。本文将主要介绍几种常用镀层测量仪器的工作原 电涡流测厚仪均可制成便携式，适用于现场检测，但其对基 理和特性，并对其检定和校准方法进行探讨。 体和待测镀层的选择性较大，应用具有一定局限l生。 1 镀层厚度测量仪器分类 磁性、电涡流测厚仪依据 “JJGS18—2005磁性、电涡 通常镀层厚度测量仪器按是否在测量时对镀层造成 流式覆层厚度i贝4量仪检定规程”进行检定，所用检定设备 破坏进行分类，主要分为无损和有损 (破坏)两类仪器。 为具有一定厚度均匀性要求的厚度标准片(通常为均匀 无损类仪器主要有磁性和电涡流测厚仪、超声波测厚仪、 性较好的塑料薄膜片)，该标准片的厚度首先经电感式测 台阶仪或轮廓仪、x射线荧光测厚仪等；有损类仪器主要 微仪或精密测长机测量标定后用于测厚仪检定。依据规程 有电解式测厚仪以及需要制作破坏式断面样品的金相显 检定的主要项目为示值误差及示值重复性，经检定合格的 微镜、扫描电子显微镜等。 磁l生和电涡流测厚仪已基本符合实际样品的检测要求。 2 常用测量仪器及其检定、校准方法 2．2 电解式测厚仪 2．1 磁性和电涡流测厚仪 电解式测厚仪主要利用阳极溶解库仑法对镀层厚度 磁性i见4厚仪按工作原理分为磁吸力式和磁感应式两 进行测量，其工作原理是根据镀层／基体类型选用适当的 种。磁吸力式测厚仪的工作原理主要是通过测量永久磁 电解液，阳极溶解精确限定面积的表面镀层，通过电解池 铁 (测头)与导磁基体之间因镀层引起的磁吸力变化，得 电压的变化测定镀层的完全溶解，镀层的厚度值通过电 到镀层厚度大小，主要形式有手持式和笔式两种。该类 解所需时间及所消耗的电量计算得到。电解式测厚仪适 仪器操作简单、无需电源、价格低廉，适合在车间做现场 合测量单层金属镀层 (如Au、Ag、Zn、Cu、Ni、Cr等)、多层