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测量镀层或薄膜厚度的几种常见方法
来源:天纵鉴定 | 作者:SKYLABS | 发布时间: 29天前 | 77 次浏览 | 分享到:

无论是天纵鉴定(SKYLABS)在质量争议案件的调查中或是天纵检测同事在日常的检测工作中,对镀层或薄膜厚度的测量都是一种比较常见的需求。一般说来,镀层厚度的测试方法按照测试方法的基本原理类型可以分为化学法、电化学法和物理法三大类。

其中:

化学法包括化学溶解分析法、化学溶解称重法和化学溶解液流计时法;

电化学法包括电化学阳极溶解法(库仑法);

物理法包括直接测量法和仪器测量法(磁性法、非磁性法、X射线法和电镜法等)。

下面重点介绍几种常用的镀层厚度测试方法。

1、磁性法

【测试原理】磁性测厚仪测量永久磁铁和基体金属之间由于存在覆盖层而引起磁引力的变化,或者是测量穿过覆盖层与基体金属的磁通路的磁阻。

【测试范围】适合测量磁性金属上非磁性镀层。

【测试方法的优缺点】它属于非破坏法,适用范围相对较少,只能测磁性金属上非磁性镀层,比如铁上镀锌镀层。

2、金相法

【测试原理】采用金相显微镜检测横断面,直接以标尺以辅助测量金属覆盖层、氧化膜层的局部厚度的方法。

【测试范围】一般厚度检测需要大于1um,才能保证测量结果在误差范围之内;厚度越大,误差越小。

【测试方法的优缺点】它属于破坏法,其优点在于适用的镀层范围内测试结果特别准确,误差非常小,这也是天纵鉴定在争议鉴定或仲裁检验中所经常使用的方法;但它的缺点在于制备镀层测厚试样的过程耗时费力。

3、库仑法

【测试原理】库仑法测厚是对被测部分的金属镀层进行局部阳极溶解通过阳极溶解镀层达到材料基体时的电位变化来进行镀层厚度的测量。库仑法测厚,将被测金属镀层作为阳极,并置于电解液中进行电解,所溶解的金属量与通过的电流和溶解时间的乘积成比例,既与消耗的电量成比例。

【测试范围】适合测量单层和多层金属覆盖层厚度阳极溶解库仑法,包括测量多层体系,如Cu/Ni/Cr以及合金覆盖层和合金化扩散层的厚度。不仅可以测量平面试样的覆盖层厚度,还可以测量圆柱形和线材的覆盖层厚度,尤其适合测量多层镍镀层的金属及其电位差。测量镀层的种类为AuAgZnCuNidNiCr

【测试方法的优缺点】它属于破坏法,其优点在于可以测试多层连续镀层(如塑料电镀铜镍铬镀层);缺点在于属于破坏性测试。

4、电镜法

【测试原理】扫描电镜在对图像成像时,可以非常方便地利用软件对样品进行膜厚测量,并且会精确显示测得的膜厚。

【测试方法的优缺点】它属于破坏法,其测量的准确性主要是在于样品本身是否被有效制备。往往很多样品,没有通过合适的电镜制样手段进行制备,其截面本身结构是假象,那么在扫描电镜图像基础上测得的膜厚是不真实的。

当然测试镀层或薄膜厚度的方法和手段还是很多的,并不仅限于天纵君上面所列的几种手段。普遍说来镀层或薄膜厚度的测试方法中用破坏法的精确度会比非破坏法要好,但在操作便捷性上肯定是非破坏法是更方便的。