XRF螢光光譜分析/鑫知識文章三十五、鍍層/塗層分析；無損檢測塗層鍍層覆層的方法
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無損檢測技術是一門理論上綜合性較強，又非常重視實踐環節的很有發展前途的學科。
它涉及到材料的物理性質、產品設計、製造工藝、斷裂力學以及有限元計算等諸多方面。
在化工、電子、電力、金屬等行業中，為了實現對各類材料的保護或裝飾作用，通常要採用噴塗、有色金屬覆蓋以及磷化、陽極氧化處理等方法，這樣，便出現了塗層、鍍層、敷層、貼層或化學生成膜等概念，我們稱之為「覆層」。
文章三十五、鍍層/塗層分析；無損檢測塗層鍍層覆層的方法
無損檢測技術是一門理論上綜合性較強，又非常重視實踐環節的很有發展前途的學科。
它涉及到材料的物理性質、產品設計、製造工藝、斷裂力學以及有限元計算等諸多方面。
在化工、電子、電力、金屬等行業中，為了實現對各類材料的保護或裝飾作用，通常要採用噴塗、有色金屬覆蓋以及磷化、陽極氧化處理等方法，這樣，便出現了塗層、鍍層、敷層、貼層或化學生成膜等概念，我們稱之為「覆層」。
覆層的厚度測量已成為金屬加工工業已用戶進行成品質量檢測的重要的工序。是產品達到優質標準的手段。目前，國內外已普遍按統一的國際標準測定塗鍍層厚度，覆層無損檢測的方法和儀器的選擇隨著材料物理性質研究方面的逐漸進步而更加至關重要。
有關覆層無損檢測方法，主要有：楔切法、光截法、電解法、厚度差測量法、稱重法、X射線瑩光法、β射線反射法、電容法、磁性測量法及渦流測量法等。
這些方法中除了後五種外大多都要損壞產品或產品表面，系有損檢測，測量手段繁瑣，速度慢，多適用於抽樣檢驗。
採用無損檢測方法測厚既不破壞覆層也不破壞基材，檢測速度快，故能使大量的檢測工作經濟地進行。以下分別介紹幾種常規測厚的方法。
磁性測量原理
利用磁鐵測頭與導磁的鋼材之間的吸力大小與處於這兩者之間的距離成一定比例關係可測量覆層的厚度，這個距離就是覆層的厚度，所以只要覆層與基材的導磁率之差足夠大，就可以進行測量。鑑於大多數工業品採用結構鋼和熱軋冷軋鋼板衝壓成形，所以磁性測厚儀應用廣。測量儀基本結構是磁鋼，拉簧，標尺及自停機構。當磁鋼與被測物吸合後，有一個彈簧在其後逐漸拉長，拉力逐漸增大，當拉力鋼大於吸力磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得覆層厚度。一般來講，依不同的型號又不同的量程與適應場合。在一個約350º角度內可用刻度表示0～100µm；0～1000µm；0～5mm等的覆層厚度，精度可達5％以上，能滿足工業應用的一般要求。這種儀器的特點是操作簡單、強固耐用、不用電源和測量前的校準，價格也較低，很適合車間作現場質量控制。
磁感應原理測厚儀
磁感應原理測厚儀磁感應原理是利用測頭經過非鐵磁覆層而流入鐵基材的磁通大小來測定覆層厚度的，覆層愈厚，磁通愈小。由於是電子儀器，校準容易，可以實多種功能，擴大量程，提高精度，由於測試條件可降低許多，故比磁吸力式應用領域更廣。
當軟鐵芯上繞著線圈的測頭放在被測物上後，儀器自動輸出測試電流，磁通的大小影響到感應電動勢的大小，儀器將該信號放大後來指示覆層厚度。早期的產品用表頭指示，精度和重複性都不好，後來發展了數字顯示式，電路設計也日趨完善。近年來引入微處理機技術及電子開關，穩頻等新技術，多種獲專利的產品相繼問世，精度有了很大的提高，達到1%,解析度達到0.1µm，磁感應測厚儀的測頭多採用軟鋼做導磁鐵芯，線圈電流的頻率不高，以降低渦流效應的影響，測頭具有溫度補償功能。由於儀器已智能化，可以辨識不同的測頭，配合不同的軟體及自動改變測頭電流和頻率。一台儀器能配合多種測頭，也可以用同一台儀器。可以說，適用於工業生產及科學研究的儀器已達到了了非常實用化的階段。
利用電磁原理研製的測厚儀，原則上適用所有非導磁覆層測量，一般要求基本的磁導率達500以上。覆層材料如也是磁性的，則要求與基材的磁導率有足夠大的差距（如鋼上鍍鎳層）。磁性原理測厚儀可以應用在準確測量鋼鐵表面的油漆塗層，瓷、搪瓷防護層，塑料、橡膠覆層，包括鎳鉻在內的各種有色金屬電鍍層，化工石油行業的各種防腐塗層。對於感光膠片、電容器紙、塑料、聚酯等薄膜生產工業，利用測量平台或輥（鋼鐵製造）也可用來實現大面積上任一點的測量。
電渦流原理測厚儀
電渦流測厚法主要應用於金屬基體上各種非金屬塗鍍層的測量。利用高頻交流電在作為探頭的線圈中產生一個電磁場，將探頭靠近導電的金屬體時，就在金屬材料中形成渦流，且隨與金屬體的距離減小而增大，該渦流會影響探頭線圈的磁通，故此反饋作用量是表示探頭與基體金屬之間間距大小的一個量值，因為該測頭用在非鐵磁金屬基體上測量覆層厚度，所以通常我們稱該測頭為非磁性測頭非磁性測頭一般採用高頻高導磁材料做線圈鐵芯，常用鉑鎳合金及其它新材料製作。與磁性測量原理比較，他們的電原理基本一樣，主要區別是測頭不同，測試電流的頻率大小不同，信號大小、標度關係不同。在新的測厚儀中，通過不斷改進測頭結構，在配合微電腦技術，由自動識別不同測頭來調用不同的控制程序，分別輸出不同的測試電流和改變標度變換軟體，終於使兩種不同類型的的測頭接與同一台測厚儀上，降低了用戶負擔，基於同一思想，可配接達10種側頭的測厚儀極大地擴展了測厚範圍（達10萬倍以上），可測包括導磁材料表面上的非導磁覆層，導電材料上的非導電覆層及不導電材料上的導電層，基本上滿足了工業生產多數行業的需要。
影響測量值的因素
使用測厚儀與使用其他儀器一樣，既要掌握儀器性能，也需了解測試條件。使用磁性原理和渦流原理的覆層測厚儀都是基於被測基體的電、磁特性及與探頭的距離來測量覆層厚度的，所以，被測基體的電磁物理特性與物理尺寸都要影響磁通與電渦流的大小。即影響到測量值的可靠性，下面就這方面的問題作一下介紹。
1. 邊界間距
如果探頭與被測體邊界、孔眼、空腔、其他截面變化處的間距小於規定的邊界間距，由於磁通或渦流載體截面不夠將導致測量誤差。如必須測量該點的覆層厚度，只有預先在相同條件的無覆層表面進行校準，才能測量。（註：新的產品有透過覆層校準的獨特功能可達3～10%的精度）
2. 基體表面曲率
在一個平直的對比試樣上校準好一個初始值，然後在測量覆層厚度後減去這個初始值。或參照下條。
3. 基體金屬小厚度
基體金屬必須有一個給定的小厚度，使探頭的電磁場能完全包容在基體金屬中，小厚度與測量器的性能及金屬基體的性質有關，在這個厚度之上剛好可以進行測量而不用對測量值修正。對於基體厚度不夠而產生的影響，可以採取在基材下面緊貼一塊相同材料的措施予以消除。如難以決斷，或無法加基材則可以通過與已知覆層厚度的試樣進行對比來確定與額定值的差值。並且在測量中考慮這點而對測量值作相應的修正或參考第2條修正。而那些可以標定的儀器通過調整旋鈕或按鍵，便可以得到準確的直讀厚度值。反之利用厚度太小產生的影響又可以研製直接測銅箔厚度的測厚儀，如前所述。
4. 表面粗糙度和表面清潔度
在粗糙度表面上為獲得一個有代表性的平均測量值必須進行多次測量才行。顯而易見，不論是基體或是覆層，越粗糙，測量值越不可靠。為獲得可靠的數據，基體的平均粗糙度Ra應小於覆層厚度的5%。而對於表面雜質，則應予去除。有的儀表上下限，以剔除那些「飛點」。
5. 探頭測量板的作用力
探頭測量時的作用力應是恆定的。並應儘可能小。才不致使軟的覆層發生形變，以致測量值下降。活產生大的波動，必要時，可在兩者之間墊一層硬的，不導電的，具有一定厚度的硬性薄膜。這樣通過減去薄膜厚度就能適當地得到剩磁。
6. 外界恆磁場、電磁場和基體剩磁
應該避免在有干擾作用的外界磁場附近進行測量。殘存的剩磁，根據檢測器的性能可能導致或多或少的測量誤差，但是如結構鋼，深沖成形鋼板等一般不會出現上述現象。
7. 覆層材料中的鐵磁成份和導電成份
覆層中存在某些鐵磁成分，如某種顏料時，會對測量值產生影響，在這種情況下，對用作校準的對比試樣覆層應具有與被測物覆層相同的電磁特性，經校準後使用。使用的方法可以是將同樣的覆層塗在鋁或銅板試樣上，用電渦流法測試後獲得對比標準試樣。
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