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電解式膜厚測(cè)定儀的工作原理基于庫侖法,這是一種電化學(xué)溶解方法。其過程可以概括為:
建立電解池:將儀器配備的專用測(cè)量頭(內(nèi)含陽極)緊密壓在待測(cè)涂層表面。測(cè)量頭底部有一個(gè)橡膠圈,內(nèi)部充滿特定的電解液。這樣,測(cè)量頭(陽極)、涂層、金屬基材(陰極)和電解液就構(gòu)成了一個(gè)微型的電解池。
恒定電流電解:儀器施加一個(gè)恒定不變的電流。
局部溶解涂層:電流會(huì)促使電解液在測(cè)量頭覆蓋的微小區(qū)域內(nèi),從涂層表面開始向基材方向溶解涂層。由于電流恒定,溶解速率是均勻的。
檢測(cè)終點(diǎn):當(dāng)涂層被完的全溶解,露出下方的金屬基材時(shí),電解池的電壓會(huì)發(fā)生一個(gè)突躍式的變化。這個(gè)電壓的突變點(diǎn)被儀器精確地檢測(cè)到,并判定為溶解過程的終點(diǎn)。
計(jì)算厚度:儀器根據(jù)法拉第電解定律,通過恒定電流值(I)和從開始電解到電壓突躍所經(jīng)歷的時(shí)間(t),自動(dòng)計(jì)算出被溶解涂層的質(zhì)量,再結(jié)合涂層的密度(ρ)和測(cè)量面積(S),即可精確得出涂層的厚度(δ)。
公式簡(jiǎn)化理解:厚度 ∝ 電流 × 時(shí)間
PATRON 電解式膜厚測(cè)定儀之所以被廣泛認(rèn)可,源于其以下突出特點(diǎn):
高精度與高分辨率:
特別適用于極薄涂層的測(cè)量,通常測(cè)量范圍在0~40μm,對(duì)于1μm以下的涂層也能實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的分辨率,精度極的高。
破壞性極小:
雖然該方法會(huì)溶解掉一個(gè)微小的點(diǎn)(直徑通常為1~3mm),但對(duì)產(chǎn)品的外觀和整體性能幾乎沒有任何影響,因此被視為“微創(chuàng)"或“準(zhǔn)無損"檢測(cè)。測(cè)試點(diǎn)通常肉眼難辨。
直接測(cè)量,結(jié)果可靠:
與磁性法或渦流法等間接測(cè)量法不同,庫侖法是直接通過溶解涂層來測(cè)量,結(jié)果不受基材材質(zhì)、磁性、曲率等因素的影響,非??煽俊?/p>
操作相對(duì)簡(jiǎn)便:
現(xiàn)代PATRON儀器通常配備直觀的液晶顯示屏和菜單導(dǎo)航,用戶只需選擇正確的測(cè)量程序(預(yù)置了不同涂層/基材組合的參數(shù)),即可開始測(cè)量。
預(yù)置多種應(yīng)用:
儀器內(nèi)部預(yù)存了大量常見涂層/基材組合的測(cè)量程序(如鋼上的鉻、銅上的鎳、鋁上的陽極氧化膜等),用戶無需手動(dòng)輸入密度等參數(shù),大大簡(jiǎn)化了操作。
數(shù)據(jù)記錄與輸出:
高的端型號(hào)具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)計(jì)算(平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差等)功能,并可通過USB或藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X或打印機(jī),方便質(zhì)量控制和報(bào)告生成。
PATRON的產(chǎn)品線在不斷更新,但一些經(jīng)典和主流型號(hào)包括:
PATRON COATING-TESTER Σ / ΣF:這是非常經(jīng)典的系列,功能全面,可靠性高,廣泛應(yīng)用于電鍍和表面處理行業(yè)。
PATRON COATING-TESTER EMC-系列:更現(xiàn)代的型號(hào),可能具備更大的屏幕、更快的處理速度和更便捷的數(shù)據(jù)管理功能。
便攜式型號(hào):部分型號(hào)設(shè)計(jì)為便攜式,配備內(nèi)置電池,方便在生產(chǎn)線或倉庫現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。
PATRON電解式膜厚測(cè)定儀是以下行業(yè)的理想質(zhì)量控制工具:
電鍍行業(yè):測(cè)量螺絲、螺母、汽車零部件、衛(wèi)浴五金等產(chǎn)品上鍍鋅、鍍鎳、鍍鉻、鍍銅等多層鍍層的單層厚度。
鋁型材與鋁制品:測(cè)量鋁材表面陽極氧化膜的厚度。
涂料與噴涂:測(cè)量金屬基材上的薄層油漆、清漆的厚度。
電子元器件:測(cè)量引線框架、連接器等表面的薄層貴金屬鍍層(如金、銀)。
研究與開發(fā):在實(shí)驗(yàn)室中用于新涂層工藝的開發(fā)與驗(yàn)證。
準(zhǔn)備工作:清潔待測(cè)樣品表面,確保無油污、灰塵。選擇合適的測(cè)量頭和電解液。
儀器校準(zhǔn):使用已知厚度的標(biāo)準(zhǔn)片對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn),以確保測(cè)量準(zhǔn)確性(日常使用中需定期進(jìn)行)。
選擇程序:在儀器菜單中選擇與待測(cè)樣品匹配的涂層/基材組合程序。
進(jìn)行測(cè)量:將測(cè)量頭垂直、平穩(wěn)地壓在樣品表面,按下開始鍵。儀器會(huì)自動(dòng)完成電解、終點(diǎn)判斷和厚度計(jì)算過程,并在屏幕上顯示結(jié)果。
讀取與記錄:讀取測(cè)量值,并可選擇保存或打印數(shù)據(jù)。移動(dòng)測(cè)量頭至下一個(gè)測(cè)量點(diǎn),重復(fù)操作。
優(yōu)點(diǎn):
對(duì)薄層測(cè)量精度無的與的倫的比。
測(cè)量結(jié)果可靠,不受基材物理性質(zhì)影響。
微創(chuàng)檢測(cè),不影響產(chǎn)品商品性。
適用于多種金屬基材上的非導(dǎo)電涂層。
缺點(diǎn):
是破壞性檢測(cè):會(huì)在涂層上留下一個(gè)微小的溶解點(diǎn)。
測(cè)量速度較慢:每個(gè)點(diǎn)需要幾秒到幾十秒的時(shí)間,不如磁性/渦流法快。
消耗品:需要定期更換電解液和磨損的測(cè)量頭。
不適用于厚涂層:通常上限在40μm左右。
PATRON電解式膜厚測(cè)定儀是表面處理行業(yè)中進(jìn)行精密涂層厚度控制的黃金標(biāo)準(zhǔn)工具之一。它憑借其基于庫侖法的高精度和可靠性,在需要對(duì)微米級(jí)乃至亞微米級(jí)涂層進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量監(jiān)控的領(lǐng)域,扮演著不可替代的角色。雖然它是一種微創(chuàng)檢測(cè)方法,但其帶來的精確數(shù)據(jù)價(jià)值,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了那個(gè)微不足道的測(cè)試點(diǎn)。