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涂层厚度测量有哪几种检测方法?
发布时间:2021-07-28 12:03:38 点击次数:2203

纳米涂层“均匀”性检测,从专业角度咱们需要考虑涂敷细节和对膜层厚度的要求结合起来考虑。以下,百腾科技小编就来分享:涂层厚度测量有哪几种检测方法?

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一、涂层厚度测量的重要性
派瑞林涂层厚度是一个重要的工艺参数,在产品质量、过程控制和成本控制中都发挥着重要的作用。
 
二、涂层厚度测量方法的选择

技术人员可以利用许多不同的仪器来测量这些涂层或薄膜的厚度,而在选取较合适的测量方法时需要考虑到许多因素,包括涂层的类型、基体材料、涂层厚度范围、测试件的形状和尺寸以及测量成本等。
 
三、涂层厚度测量技术简介
涂层厚度测量技术一般有无损测量法,例如磁性测量、涡流测量、超声波测量以及千分尺测量等;此外还有破坏性的测量法,例如横断面测量法和重量分析法等。对于粉末和液体状涂料,在其干燥固化前同样可以采取一些有效方法对其薄膜厚度进行测量。


1.
磁性拉伸式测厚仪
磁性拉伸式测厚仪用到的主要是一个永久磁铁、校准弹簧以及一把刻度尺。磁铁与磁性钢基体之间的吸引力会把这两者拉在一起,随着分离两者的涂层厚度增加,磁铁变得更加容易拉出。

因此,涂层厚度主要就是根据这种拉拔力来测量确定。较薄的涂层一般具有更大的磁引力,而较厚的薄膜涂层则具有相对较小的磁引力。磁性拉伸式测厚仪对于测量样品的表面粗糙度、曲率、基底厚度以及金属合金的组成成分非常敏感。

磁性拉伸式测厚仪坚固耐用、简单、便宜并且便于携带,通常不需要校正调整。在生产过程中如果只需要少量读数,它们将是一种很好的低成本测量解决方案。

2.铅笔型磁性拉伸式测厚仪 
大多数铅笔式拉伸式测厚仪都使用较大的磁铁,并且专门设计仅在一两个能够补充部分重力影响的位置工作。通过使用更加微小的,精确的磁铁可以将其制成更精确的版本,用于测量面积较小或难以达到的表面。当该测厚仪指向下、向上或水平公差在±10%时,三重指示器可确保测量的精确性。


3.
回滚式表盘型磁性拉伸式测厚仪

回滚式表盘型是磁性拉伸式测厚仪较常见的形式。磁铁连接到旋转平衡臂的一端并连接到校准的游丝上。通过用手指旋转表盘,弹簧增加磁体上的力并将其从表面拉出。

这些测量仪易于使用,并具有平衡臂,使其能够在任何位置上工作,与重力无关。此外,它们在爆炸性环境中使用同样是安全的,涂料承包商在粉末涂敷操作时使用较多,测量偏差在±5%左右。

 

4.磁/电磁感应测厚仪
磁感应测厚仪,其使用永磁体作为磁场源,利用霍尔效应发生器或磁动电阻器来感测磁体磁极处的磁通密度。

电磁感应测厚仪使用交变磁场,采用缠绕有细线圈的柔软铁磁棒来产生磁场。另一根线圈则用于检测磁通量的变化。

磁/电磁感应测厚仪可以有效测量磁探针表面附近的钢表面上的磁通量密度变化。探头表面的磁通密度的大小与钢基板的距离直接相关。因此,通过测量磁通密度,就可以确定涂层厚度。

5.涡流测厚仪
涡流测厚仪一般用于测量位于非铁金属基板上的绝缘涂层的厚度,该方法同样属于一种无损测量法。

许多测厚仪都将电磁感应原理和涡流原理结合到一个体系中。一些简单的测量任务可以根据需求自动从一种操作原理切换到另一种原理以测量大多数金属上的涂层厚度。这些整合体系已经受到了油漆业和粉末涂布业的广泛认可与欢迎。

 
6
超声波测厚仪
超声波测厚仪中所使用的超声回波脉冲技术一般应用于测量非金属基体材料(例如塑料、木材等)表面上的涂层厚度,而且,该方法属于一种无损测量方法,不会对测量样品造成损坏。超声波测厚仪能够测量非金属基体材料表面上涂层厚度。 
 
7.千分尺测厚计
人们有时还会用千分尺来测量涂层的厚度。它们具有测量任何涂层与基体组合的优点,但缺点是需要接触到裸露的基底面。

接触涂层的上表面和基底的下表面有时是非常困难的,并且它们通常不足以非常准确、灵敏的测量出某些薄涂层的厚度。因此,利用该方法必须进行两次测量,一次是在含有涂层的表面上进行测量,另一次则是在没有涂层的表面上进行测量。这两个度数的差值,也即是测量的高度差,就是该涂层的厚度大小。在一些粗糙表面上,该方法一般在较高处测量涂层的厚度。

8.重量分析测厚仪
重量分析测厚仪即通过测量涂层的质量和面积,就可以确定其厚度。较简单的方法就是在施加涂层前后称量零件。一旦确定了质量和面积,就可以使用以下公式计算厚度:
T = (m x 10) / (A x d)

其中T代表厚度,单位为μm;m代表涂层的重量,单位为mg;A代表测量区域的面积,单位为g/cm2;d代表密度值,单位为g/cm3。

适用范围:
一般只有实验室才会采用这种耗时持久且属于破坏性测量的方法。
 
9.固化前的厚度测量
湿膜厚度(WFT)在实际应用中具有很大的参考性和指导意义。

湿膜厚度与干膜厚度的关系如下:湿膜厚度=所需的干膜厚度/涂料固体成分的体积百分比。因此,湿膜厚度测量仪器有助于确定需应用多少湿润材料以得到指定的干膜厚度,当然,前提是固含量的体积百分数已知。

这种湿膜厚度测量仪器能够测量所有类型的湿有机涂层,例如油漆,清漆以及涂敷在平坦或弯曲光滑表面上的漆类涂料等。
 

10.常用测量仪器
湿膜厚度测量较常用仪器是湿膜轮规和湿膜齿规(梳齿仪)。
 
(1)湿膜齿规:
湿膜齿规就是一个扁平的铝,塑料或不锈钢板,其每个面的边缘都有校准的凹口。在涂料被涂布后立即将齿规表面正确、牢固地放置在要测量的表面上,然后除去。湿膜厚度就是高涂层缺口和未涂覆缺口之间的高度。

该测量方法一般不太准确也不灵敏,因此它们主要是用于确定一些形状、尺寸较为怪异,难以利用其它更加精确的方法进行测量的物品上涂层的大致湿膜厚度.
该测量仪应在光滑表面上使用,而且是沿着曲面的长度而不是宽度方向上使用。在快速干燥涂层上使用湿膜厚度测量仪将有可能产生不准确的测量结果。

(2)湿膜轮规
湿膜轮规主要由三个圆轮组成。中心的圆轮直径较小,其圆心与外侧的两个圆轮的圆心不同。

沿湿膜滚动湿膜轮,中心轮湿润部分末端的读数即为湿膜厚度。如果知道涂层的干、湿比率,便可通过湿膜厚度计算干膜厚度。不同的测量量程从0~25μm(0~1mils)至0~3000μm(0~40mils)。连续刻度,测量精确度为±5%,适用于平面和曲面测量。

该测量仪器便于携带、操作简单,非技术人员也可适用,结构坚固,读数清晰,测量可在任何表面上进行,适用于玻璃、木材以及金属等基体材料,而且价格相对较为便宜。

但这种测量方法只适合作为参考,因为固化膜在流动后可能会发生变化,由测量仪器留下的一些痕迹也可能会影响到固化薄膜的性能。

四、涂层厚度标准
涂层厚度计一般都需要按照已知的厚度标准进行校准。厚度测量的标准相关资源有很多,较好地确保它们归属于一些大型国家计量研究院,例如国家标准与技术研究院等国家测量机构。

同样重要的是,还需要根据这些标准进行定期检查以验证仪器是否正常运行。当测量读数不符合仪表的精度规格时,仪表必须进行调整或修理,然后重新进行校准。

 

综上所述,派瑞林纳米涂层厚度对于整体零部件的成本和质量有很大的影响,因此,派瑞林纳米涂层厚度的测量应该是所有涂布机应该进行的常规测量之一。测量方法以及测量仪器的合理选取通常取决于待测量涂层的厚度范围、基体材料的形状和类型、测量成本以及测量结果的精确性等因素。 

 

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