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真空PVD鍍膜涂層厚度與檢測
發(fā)布時間：2017-09-06
1、斷面法
斷面法是一種破壞性檢測方法，被檢測的工件極可能不能再使用。它將要檢測工件或試樣沿涂層截面切斷，在顯微鏡下放大1000～10000倍進(jìn)行測量，放大倍數(shù)越大，人為因素影響越小，精度越高。涂層和基體的界限非常明顯，通過掃描電鏡中的標(biāo)尺進(jìn)行測量比較方便。標(biāo)尺起始點(diǎn)和終點(diǎn)的距離就是涂層的厚度。測量準(zhǔn)確與否就是正確判斷涂層與基體的界限，否則就會帶來誤差。如果涂層與基體的結(jié)合處比較模糊，最好不要用該種測量方法。從總體上看，這種測量方法比較直觀、精確。另外，這種方法測量時觀察而是截面，最好比較平整，否則要進(jìn)行人工處理，讓截面平齊便于觀察測量。
也可以使用油鏡觀察涂層斷面進(jìn)行測量。將被切斷樣件置于塑料粉末中進(jìn)行壓制、燒結(jié)成塊狀試樣，然后研磨被測表面，將被測表面研磨平整。測量時在物鏡與被測表面間滴人測量油抽空空氣以減少干擾。
2、球痕法
球痕法是用一定直徑的鋼球在涂層表面上研磨，將涂層和基體磨出一個凹坑，球磨儀器的斷面為一圓弧形。研磨的操作要求與測量涂層結(jié)合力的球痕測試法的研磨操作要求相同。球磨后在顯微鏡下通過成像系統(tǒng)觀察，在顯示器下觀察到的圖像。
球痕法檢測對工件外觀會產(chǎn)生一定損壞，如果檢測點(diǎn)不在功能區(qū)，通常不會影響其再使用。但是為避免錯誤的發(fā)生，在用該法檢測前，要與工件所有者討論并征得其同意方可進(jìn)行檢測。
3、無損檢測法
無損檢測法就是在不破壞工件的前提下檢測工件上的涂層厚度。無損檢測方法有多種，一般情況下，無損檢測法需要提供基體和涂層的構(gòu)成成分，或提供涂層樣塊來分析制作基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，在檢測時，將被測件和涂層的構(gòu)成成分與基準(zhǔn)樣塊的構(gòu)成成分進(jìn)行比對來推斷出涂層的理論厚度，這樣，對于不同的基材和涂層都要進(jìn)行成分分析、制作測量程序，然后才可以進(jìn)行實(shí)際的測量。當(dāng)然，有些儀器可以不制作樣塊而直接測量，但誤差大。本節(jié)主要介紹X射線熒光法(X-Ray Fluorescence,XRF)。
XRF儀器主要由X射線激發(fā)源與探測系統(tǒng)組成。X射線管產(chǎn)生X射線(一放射線或基礎(chǔ)射線)，撞擊被測工件，被測工件中的每一種元素受到激發(fā)放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次射線具有特定的能量特征(也就是說，依據(jù)二次射線的能量特征可以獲知元素的種類和含量)。探測系統(tǒng)測量這些被激發(fā)放射的二次射線的能量及數(shù)量，探測系統(tǒng)軟件將檢測到的能量及數(shù)量信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的元素及含量，這樣被測工件中的元素種類及其含量就被檢測出來了。利用X射線熒光原理，理論上可以測量元素周期表的每一種元素。但在實(shí)際應(yīng)用中，有效的元素測量范圍為11號元素鈉(Na)～92號元素鈾(U)。
依據(jù)以上原理，測量樣件上涂層厚度時，XRF分別分析出基體和涂層的元素組成。一般情況下，涂層的元素構(gòu)成與基體的元素構(gòu)成有很大差別，據(jù)此，計算軟件可以計算出涂層的厚度。如果事先分別檢測出各種基體和涂層的元素構(gòu)成并存儲在計算機(jī)數(shù)據(jù)庫中作為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)XRF檢測時，將檢測出的元素構(gòu)成與標(biāo)準(zhǔn)相比對找到對應(yīng)的基體和涂層種類，判斷涂層與基體的分界面，從而可以更準(zhǔn)確地測出涂層的厚度。
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