涂(tu)層(ceng)(ceng)厚度(du)是衡量(liang)涂(tu)層(ceng)(ceng)質量(liang)的(de)(de)重(zhong)要(yao)標志之一,在產品質量(liang)、過程控制和(he)成本控制中都(dou)發揮(hui)著重(zhong)要(yao)的(de)(de)作用(yong)。涂(tu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)厚度(du)在很大程度(du)上(shang)影響(xiang)著產品的(de)(de)可靠性(xing)和(he)使用(yong)價(jia)值(zhi)。通過對涂(tu)層(ceng)(ceng)厚度(du)的(de)(de)檢測(ce),除(chu)了評定有公差指標或修復(fu)尺寸(cun)要(yao)求的(de)(de)工件是否合理外,還(huan)能直接(jie)或間接(jie)的(de)(de)評估涂(tu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)耐蝕性(xing)、耐磨性(xing)等性(xing)能。因(yin)此(ci)它在涂(tu)層(ceng)(ceng)質量(liang)檢驗和(he)工藝研究中被普(pu)遍采用(yong)。
在彩涂(tu)(tu)板生產過程(cheng)中,必須準(zhun)(zhun)確測量出涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du),其目的(de)(de)是保證涂(tu)(tu)覆涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)達到規定的(de)(de)厚(hou)度(du),避免由于不(bu)適(shi)當厚(hou)度(du)導(dao)致涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)過早失效(xiao)或因涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)過厚(hou)帶(dai)來涂(tu)(tu)料(liao)的(de)(de)過多損耗(hao)及成本(ben)的(de)(de)增加。為了不(bu)破壞涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)表面結(jie)構,建立保持統一的(de)(de)標(biao)準(zhun)(zhun),就(jiu)需要(yao)對(dui)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)檢(jian)測進行規范(fan),根據(ju)相關標(biao)準(zhun)(zhun),適(shi)用涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)測厚(hou)儀來進行測量。
現在(zai),人員可(ke)以(yi)利用許(xu)(xu)多(duo)不同種類的儀器和方(fang)法來(lai)測量(liang)(liang)涂(tu)層或(huo)薄膜的厚度。而在(zai)選取(qu)測量(liang)(liang)方(fang)法時(shi)需要考慮(lv)到許(xu)(xu)多(duo)因素,包括涂(tu)層的類型、基體材料、涂(tu)層厚度范圍(wei)、被測件(jian)的形狀和尺寸以(yi)及測量(liang)(liang)成(cheng)本等(deng)。
涂層厚(hou)度測(ce)量(liang)(liang)一般有(you)測(ce)量(liang)(liang)法(fa)(fa),例(li)如(ru)(ru)磁性測(ce)量(liang)(liang)、渦流測(ce)量(liang)(liang)、超(chao)聲波測(ce)量(liang)(liang)以及千分尺測(ce)量(liang)(liang)等;此外還有(you)破壞性的測(ce)量(liang)(liang)法(fa)(fa),例(li)如(ru)(ru)橫(heng)斷面測(ce)量(liang)(liang)法(fa)(fa)和(he)重量(liang)(liang)分析法(fa)(fa)等。對于粉末和(he)液體狀涂料,在其干燥(zao)固化前同樣可以采取一些方法(fa)(fa)對其薄膜(mo)厚(hou)度進行測(ce)量(liang)(liang)。下面我們就來盤點一下那些常用的測(ce)量(liang)(liang)儀器與方法(fa)(fa)。
一、渦流測厚儀
渦流測(ce)厚(hou)儀一般用于(yu)(yu)測(ce)量位于(yu)(yu)非鐵(tie)金屬(shu)基板上的(de)絕緣(yuan)涂層的(de)厚(hou)度,該方法同樣屬(shu)于(yu)(yu)一種測(ce)量法。
該儀器使(shi)用能夠(gou)傳導(dao)高頻交(jiao)流(1MHz以上)的(de)細(xi)線線圈在儀(yi)器探(tan)針的(de)表(biao)面(mian)(mian)產生交(jiao)變(bian)磁場。當(dang)探(tan)針靠(kao)近導(dao)電表(biao)面(mian)(mian)時,交(jiao)變(bian)磁場將在該表(biao)面(mian)(mian)上形成(cheng)渦(wo)流。基體材料(liao)的(de)特(te)性以及探(tan)頭(tou)和基體的(de)距離(也即是涂層厚度)會影響渦(wo)流的(de)大(da)小。
該(gai)渦流又會產生一種(zhong)相對電(dian)磁(ci)場(chang),該(gai)電(dian)磁(ci)場(chang)可(ke)由勵磁(ci)線(xian)圈或另一個相鄰的線(xian)圈感(gan)測出來。
渦流測厚儀外觀(guan)以及(ji)操作均(jun)類似于電(dian)磁感應測厚儀。這類儀器能夠(gou)測量非(fei)鐵金屬上的涂層厚度。
與(yu)電磁感(gan)應測厚儀一樣,其(qi)通常使用恒(heng)壓探頭(tou)并(bing)在LCD屏幕上顯示(shi)測(ce)量結果(guo)(guo)。此外,它們還可(ke)以選(xuan)擇存儲測(ce)量結果(guo)(guo)或者(zhe)對讀(du)數進(jin)行即時(shi)分析并輸出(chu)到打印機(ji)或計算機(ji)進(jin)行下一步檢查。
測量偏差一般為±1%左右。測試對表面粗糙度(du)、曲率、基底(di)厚度(du),金(jin)屬基底(di)材料的類型以及其與邊緣的距(ju)離較(jiao)為敏感。測試方法可以參考ASTM B 244,ASTM D 7091以及ISO2360等標準。
現在(zai),許多測(ce)厚(hou)儀都將電(dian)磁感應(ying)原理(li)和(he)渦流原理(li)結(jie)合到一個體系中。一些(xie)簡單的(de)測(ce)量(liang)任(ren)務可以(yi)根據需(xu)求(qiu)自動從一種操作原理(li)切(qie)換到另一種原理(li)以(yi)測(ce)量(liang)大(da)多數(shu)金屬上(shang)的(de)涂層厚(hou)度。這些(xie)整合體系已經受(shou)到了(le)油漆業(ye)和(he)粉末(mo)涂布業(ye)的(de)歡迎(ying)。
二、超聲波測厚儀
超聲(sheng)波測(ce)厚儀(yi)中所使用(yong)的(de)超聲(sheng)回波脈沖技術一(yi)般用(yong)于(yu)測(ce)量非(fei)金(jin)屬(shu)基體材料(例如塑料、木(mu)材等)表面上的(de)涂(tu)層厚度(du),而且,該方法屬(shu)于(yu)一(yi)種測(ce)量方法,不(bu)會對測(ce)量樣品造成損壞。
該(gai)儀(yi)器的探頭包含(han)一個(ge)超聲波換能(neng)器,能(neng)夠發出脈(mo)沖(chong)并通(tong)過涂層。脈(mo)沖(chong)然后從(cong)基體材料反射(she)回換能(neng)器并轉換為高頻電信(xin)號。通(tong)過對回波波形進(jin)行數字化分析,人們可以知道涂層的厚(hou)度。在某些情況(kuang)下,利用(yong)該(gai)儀(yi)器還(huan)可以測量多(duo)層系統中的某一單層厚(hou)度。
該方法的測(ce)量標準偏(pian)差一般在±3%左(zuo)右,測量方法可(ke)以參考ASTM D6132標準。
三(san)、千分尺測厚計
人們有(you)時還(huan)會用千(qian)分尺來(lai)測量涂層的厚度。它們具有(you)測量涂層/基體(ti)組合(he)的優(you)點(dian),但缺點(dian)是需(xu)要接(jie)觸到基底面。
接觸涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)上表(biao)面(mian)和基(ji)底的(de)(de)下表(biao)面(mian)有時是(shi)困難的(de)(de),并(bing)且它(ta)們通常(chang)不能準確(que)測(ce)量(liang)(liang)(liang)出某些薄涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)厚(hou)度。因此,利用該方法進行兩次(ci)(ci)測(ce)量(liang)(liang)(liang),一次(ci)(ci)是(shi)在(zai)(zai)含有涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)表(biao)面(mian)上進行測(ce)量(liang)(liang)(liang),另一次(ci)(ci)則是(shi)在(zai)(zai)沒有涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)表(biao)面(mian)上進行測(ce)量(liang)(liang)(liang)。這兩個度數(shu)的(de)(de)差值(zhi),也即是(shi)測(ce)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)高度差,就是(shi)該涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)厚(hou)度大小(xiao)。在(zai)(zai)一些粗糙(cao)表(biao)面(mian)上,該方法一般在(zai)(zai)高處測(ce)量(liang)(liang)(liang)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)厚(hou)度。