使用顯微鏡來進(jìn)行涂鍍層的厚度測量,是非常直觀的一種觀察和測量方法,使用顯微鏡測量,小編在很多文章中都進(jìn)行過介紹了,相信大家測量的方法都掌握了。在鍍涂層的測量之前,鍍層的制樣方法也是非常重要的,鍍涂層的制樣的好壞直接影響觀察的效果和測量的結(jié)果,如何能夠進(jìn)行準(zhǔn)確而規(guī)范的取樣呢?下面就由小編介紹一下顯微鏡檢測鍍涂層厚度的時(shí)候,樣品的制作方法。
先介紹一下顯微鏡的測量原理和方法:
顯微鏡法測量覆蓋層厚度簡單且直觀,其基本原理是:在待測件上選取有代表性的試樣,然后經(jīng)過適當(dāng)工序制作成符合要求的橫斷面,通過光學(xué)顯微鏡,在圖像放大下,用校正過的目鏡測微尺或精度較高的標(biāo)尺測量覆蓋層橫斷面的寬度,即為覆蓋層的厚度。一般來說,厚度較大時(shí)可選擇精度較高的標(biāo)尺直接測量橫斷面寬度;厚度較小時(shí),則采用目鏡測微尺。此外,隨著光學(xué)顯微鏡向數(shù)字化光電圖像顯示發(fā)展,數(shù)字化顯微鏡圖像檢測技術(shù)開始應(yīng)用到覆蓋層測厚領(lǐng)域。該技術(shù)使用高分辨率CCD和CMOS攝像機(jī),將顯微鏡的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)中,然后用專用的測量軟件系統(tǒng)進(jìn)行圖像測量。
下面,再來介紹一下樣品的制備方法。
1 橫斷面的要求及制備
1.1 橫斷面的要求
為了準(zhǔn)確測量覆蓋層的真實(shí)厚度,橫斷面要滿足以下要求:
(1)橫斷面要垂直于覆蓋層表面;
(2)橫斷面表面平整;
(3)切割和制備橫斷面所引起的變形材質(zhì)要去掉;
(4)覆蓋層橫斷面的兩界面線應(yīng)清楚明晰。
制備符合要求的橫斷面是顯微鏡法測量厚度的關(guān)鍵。如果制備的橫斷面不符合要求,那么無論測量儀器多么精密,都不可能測出厚度的真實(shí)值。
1.2 橫斷面制備的補(bǔ)充說明
橫斷面的制備包括取樣、鑲嵌、研磨、拋光、浸蝕5道工序。標(biāo)準(zhǔn)中給出了橫斷面制備的相關(guān)指南,采用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可參考使用,同時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
2 取樣
一般從待測件的主要表面的一處或多處切取試樣,并具有充分的代表性。試樣的截取方法可根據(jù)金屬材料的性能不同而異。對于軟材料,可以用鋸、車、刨等方法;對于硬材料,可以用砂輪切片機(jī)切割或電火花切割等方法。此外,還可以采用金相試樣切割機(jī)進(jìn)行。試樣的大小和形狀以便于握持、易于磨制為準(zhǔn),通常采用直徑15~20 mm、高15~20 mm的圓柱體或邊長15~20 mm的立方體。
2.1鑲嵌
為了防止邊緣倒角,橫斷面一般都要進(jìn)行鑲嵌,同時(shí)鑲嵌前應(yīng)附加鍍層或包裹金屬箔作為表面支撐物鑲嵌分冷鑲嵌和熱鑲嵌兩種。對于可受熱和微壓的鍍層可采用熱凝性塑料、熱塑性塑料等進(jìn)行熱鑲嵌;不能受熱或受壓的鍍層可采用冷凝性塑料等進(jìn)行冷鑲嵌。
2.2研磨和拋光
研磨和拋光的目的是去掉變形材質(zhì)和磨痕,使橫斷面平整并垂直于覆蓋層表面。這是制備符合要求的橫斷面的關(guān)鍵工序,操作時(shí)一定要嚴(yán)加注意。通常研磨采用手動(dòng)研磨拋光機(jī),先用砂紙從粗到細(xì)研磨已鑲好的樣品,注意研磨過程中要加水冷卻,以防止過熱,直到磨至檢測位置。
2.3浸蝕
選擇合適的浸蝕液浸蝕試樣,掌握握合適的浸蝕時(shí)間。將試樣磨面浸入腐蝕劑中或用鑷子住棉花球沾取浸蝕液,在試樣拋光面上擦拭,一般試樣拋光面發(fā)暗時(shí)就可停止。如浸蝕不足,可重復(fù)浸蝕;如一旦浸蝕過度,試樣需要重新拋光,甚至還需在砂紙上進(jìn)行磨光后再浸蝕。浸蝕完畢后,先用冷水沖洗試樣,再用無水酒精清洗,吹干后待用。
3 測量
測量儀器:測量儀器主要包括金相顯微鏡和測量軟件等。
4 測量水平及誤差控制
測量水平即測量結(jié)果的好壞用測量不確定度來定量表示,亦即“由于誤差的存在使測量結(jié)果不能肯定的程度” 。一般情況下,本方法的測量不確定度
為0.8μm;良好的條件下,其測量不確定度為0.4μm 。當(dāng)測量不確定度同時(shí)大于1μ m和真實(shí)厚度的10%時(shí),則測量存在較大誤差,要重新測量(包括從橫斷面的制備開始)。測量時(shí)注意影響測量不確定度的因素,盡量將測量誤差控制在較小范圍內(nèi),以提高測量水平。
5 顯微鏡法測厚的特點(diǎn)及應(yīng)用
覆蓋層厚度的顯微鏡測量技術(shù)應(yīng)用較早,在國內(nèi)外應(yīng)用范圍廣,其突出特點(diǎn)為:
(1)直觀,重現(xiàn)性好;
(2)測量范圍寬,不受覆蓋層厚度大小的影響,從幾微米到幾百微米都可以準(zhǔn)確測量;
(3)適用面廣,不但可以測量各種電鍍層和氧化膜,還可測量釉瓷和玻璃搪瓷的厚度;
(4)測量具有破壞性,用該方法測量產(chǎn)品時(shí),產(chǎn)品要報(bào)廢;
(5)測量水平與實(shí)驗(yàn)者個(gè)人技術(shù)有很大關(guān)系,技術(shù)熟練有助于提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
正是由于顯微鏡法測厚度具有以上的特點(diǎn),因此,該方法常用來判斷鍍層的好壞,或用來測量精度較高的產(chǎn)品,或用來校正其它測厚方法。