如何精確到μm級，清晰檢測出材料的鍍層厚度？
2018-09-03 瀏覽量：5028
相信大家都知道，材料的鍍層厚度是一個重要的工藝參數。其直接影響了零件或產品的耐腐蝕性、裝飾效果、導電性、產品的可靠性和使用壽命，因此，鍍層厚度在產品質量、過程控制、成本控制中都發(fā)揮著重要作用。今天，我們就來講講如何精確的測量出材料的鍍層厚度，且成像清晰！
首先，我們需要了解兩個小知識點：
1. 什么是鍍層？
鍍層是指為了好看或儲存而在某些物品上的金屬表面涂上一層有機物，或者一層稀薄的金屬或為仿造某種貴重金屬，在普通金屬的表面鍍上這種貴重金屬的薄層。
復合鍍層的制備是在鍍液中加入一種或數種不溶固體顆粒，使固體顆粒與金屬離子共沉積的過程，它實際上是一種金屬基復合材料。
2. 什么是鍍層厚度測試？又有哪些方法呢？
鍍層厚度測試檢測材料表面的金屬和氧化物覆層的厚度測試。
鍍層厚度的測試方法主要有金相法、X射線熒光法和掃描電鏡測試法等等。
本文以掃描電鏡測試方法為例來詳解材料鍍層厚度的測試，下面跟著小編一起深度了解和學習吧！了解掃描電鏡的原理，有利于更好的理解掃描電鏡在材料的微觀形貌觀察方面的技術應用。
掃描電鏡的原理
掃描電鏡是對樣品表面形態(tài)進行測試的一種大型儀器。當具有一定能量的入射電子束轟擊樣品表面時，電子與元素的原子核及外層電子發(fā)生單次或多次彈性與非彈性碰撞，一些電子被反射出樣品表面，而其余的電子則滲入樣品中，逐漸失去其動能，最后停止運動，并被樣品吸收。掃描電鏡設備就是通過這些信號得到訊息，從而對樣品進行分析的。
入射電子束轟擊樣品產生的信息示意圖（圖片來源：網絡）
掃描電鏡是利用材料表面微區(qū)的特征（如形貌、原子序數、化學成分、或晶體結構等）的差異，在電子束作用下通過試樣不同區(qū)域產生不同的亮度差異，從而獲得具有一定襯度的圖像。成像信號是二次電子、背散射電子或吸收電子，其中二次電子是最主要的成像信號。下圖為其成像原理圖，高能電子束轟擊樣品表面，激發(fā)出樣品表面的各種物理信號，再利用不同的信號探測器接受物理信號轉換成圖像信息。
掃描電鏡成像原理圖（圖片來源：網絡）
掃描電鏡在材料的微觀檢測領域應用廣泛，美信檢測可依據客戶要求提供材料斷口分析、材料納米級尺寸檢測、樣品表面形貌觀察與測量、電子材料切片分析、涂鍍層厚度測量、材料的顯微結構分析等方面的檢測服務。
接下來，以一個掃描電鏡檢測技術測量鍍層厚度的前沿案例來實際了解檢測的過程：
材料鍍層厚度測量案例詳解
本文的案例為某汽車部件的鍍層厚度測量，主要側重于根據相關標準要求，從待檢樣品的指定位置進行多點精確的厚度測量。
檢測環(huán)境：環(huán)境溫度 23.1℃； 濕度 48％R.H
檢測標準：
ASTM B748-1990(2016)通過用掃描電子顯微鏡測量橫截面來測量金屬涂層厚度的試驗方法
檢測流程：
取樣→清洗→真空鑲嵌→研磨→拋光→微蝕（如有必要）→噴金（如有必要）→觀察。
a. 制樣
將該樣品切割、冷鑲、研磨、拋光、微蝕處理后，在表面鍍Pt 30s。
b. 觀察
按照標準作業(yè)流程將該樣品放入掃描電子顯微鏡樣品室中對客戶要求的檢測位置進行放大觀察及多點進行測量。
檢測到的圖示
c. 結果
最后得到各層的鍍層厚度的結果：
d. 總結
通過樣品橫截面的測量圖示，我們可以得到各定點位置每一層的鍍層厚度的精確數值，并根據相關標準進行判定。
材料的涂鍍層厚度測量對于生產經營企業(yè)和使用者都具有著非常重要的意義，應用范圍十分廣泛，如電子和化工業(yè)、金屬和非金屬材料、航天航空和軍事科學、 生物醫(yī)學以及地質學等都有著廣泛的應用。
而以掃描電鏡為代表的一類微束分析技術，以其先天的優(yōu)越性（如分辨率高，粒度、尺度可直觀觀察，適用樣品的范圍廣等）在微觀檢測領域占據重要位置。
因此，美信檢測實驗室特介紹了上述案例：掃描電鏡測試法測量材料的鍍層厚度，供大家交流，最后我們延伸總結了部分鍍層厚度測量的參考標準，供大家參考：
鍍層厚度測量相關參考標準
GB/T 6462-2005 金屬和氧化物覆蓋層厚度測量顯微鏡法
GB/T16921-2005 金屬覆蓋層 覆蓋層厚度測量 X射線光譜法
JB/T 7503-1994 金屬履蓋層橫截面厚度掃描電鏡測量方法
ASTM B487-1985(2007) 用橫斷面顯微觀察法測定金屬及氧化層試驗方法
ASTM B748-1990(2010) 通過用掃描電子顯微鏡測量橫截面來測量金屬涂層厚度的試驗方法
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