涂層厚度檢測常用方法及應用標準
漆膜(mo)厚(hou)度(du)直接關系到其性能品質,為了準確評定油漆涂(tu)層(ceng)厚(hou)度(du),需(xu)要使用(yong)專業技術和儀器(qi)來(lai)進行(xing)檢(jian)測。行(xing)業交流中(zhong)經常(chang)被(bei)問(wen)(wen)及(ji)如何測量(liang)濕膜(mo)、塑料(liao)件漆膜(mo)、分(fen)層(ceng)涂(tu)膜(mo)的厚(hou)度(du),及(ji)各種測量(liang)方法的優(you)缺點。本文就這(zhe)些問(wen)(wen)題,介紹油漆涂(tu)層(ceng)測厚(hou)常(chang)用(yong)方法以及(ji)應(ying)用(yong)標準。
涂層測厚方式
漆(qi)(qi)膜性(xing)能的測試(shi)均應在一定的漆(qi)(qi)膜厚(hou)(hou)度(du)下進行,因為漆(qi)(qi)膜厚(hou)(hou)度(du)是漆(qi)(qi)膜的一個重要指標,它不僅(jin)影響(xiang)制膜時所耗費的材料、工時、成本,而且關(guan)系到漆(qi)(qi)膜的使(shi)用(yong)性(xing)能。
漆(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚度的(de)(de)測(ce)試方(fang)法(fa)(fa)(fa)很多,按其原理可分(fen)為稱量(liang)(liang)法(fa)(fa)(fa)、量(liang)(liang)具測(ce)量(liang)(liang)法(fa)(fa)(fa)、顯(xian)微鏡(jing)法(fa)(fa)(fa)、非(fei)破壞性(xing)儀器測(ce)量(liang)(liang)法(fa)(fa)(fa)等(deng)(deng)。以漆(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)特(te)性(xing)可分(fen)為干膜(mo)測(ce)厚和(he)(he)濕膜(mo)測(ce)厚。各(ge)種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)(fa)均有(you)各(ge)自的(de)(de)特(te)性(xing)和(he)(he)使用(yong)范圍。常(chang)用(yong)的(de)(de)厚度測(ce)試標準(zhun)有(you)GB1764-79《漆(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚度測(ce)量(liang)(liang)法(fa)(fa)(fa)》、ISO2808《色漆(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)(he)清漆(qi)(qi)(qi)(qi)——漆(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚度的(de)(de)測(ce)定(ding)》、ASTMD1400-81《非(fei)磁性(xing)金屬底材上色漆(qi)(qi)(qi)(qi)、清漆(qi)(qi)(qi)(qi)、噴(pen)漆(qi)(qi)(qi)(qi)及有(you)關產(chan)品的(de)(de)非(fei)金屬涂層(ceng)干膜(mo)厚度的(de)(de)測(ce)定(ding)》、ASTME376-69《用(yong)磁性(xing)法(fa)(fa)(fa)或渦流(liu)法(fa)(fa)(fa)(電場法(fa)(fa)(fa))測(ce)定(ding)涂層(ceng)厚度》、ASTMD2691-70《木(mu)制品表面干膜(mo)厚度的(de)(de)顯(xian)微鏡(jing)測(ce)定(ding)》、ASTMG12-83《鋼管涂層(ceng)厚度的(de)(de)非(fei)破壞性(xing)測(ce)量(liang)(liang)》、ASTMD1212-79《有(you)機涂層(ceng)濕膜(mo)厚度的(de)(de)測(ce)定(ding)》等(deng)(deng)等(deng)(deng)。
圖:漆膜(mo)厚(hou)度的測試方(fang)法很多(duo),各種方(fang)法均有各自的特性和(he)使用(yong)范圍。
常用油漆涂層測厚方法應用特點比(bi)較(jiao)
1、稱量法
應用(yong)(yong)于漆(qi)(qi)膜過軟,不能(neng)用(yong)(yong)儀器方(fang)法測量的(de)場(chang)合。比如硅烷(wan)膜厚,一般都(dou)用(yong)(yong)膜重來表(biao)達。其特(te)點是:測量不夠精確,但可供核定規(gui)定范(fan)圍的(de)平均漆(qi)(qi)膜厚度,被測試漆(qi)(qi)膜保持無損。
2、量(liang)具(ju)測量(liang)法
應(ying)用于底(di)材(cai)平整(zheng)的場合。其(qi)特點為(wei)漆(qi)膜必須(xu)硬到(dao)足夠經受與千分尺(chi)精密接觸(chu)時(shi)的壓(ya)力。精確度±2μm,測試中漆(qi)膜受損(sun)。
3、測厚儀法
用測厚儀(yi)測量涂層膜厚是最為直觀常規(gui)的方法(fa),各類儀(yi)器都有一定的底材(cai)適應(ying)范圍,具有無(wu)損、快速、簡便等特點。
a. 磁(ci)性測(ce)厚法:適用導(dao)磁(ci)材(cai)料(liao)上(shang)的(de)非(fei)導(dao)磁(ci)層厚度測(ce)量(liang)。導(dao)磁(ci)材(cai)料(liao)一般為:鋼、鐵(tie)、銀、鎳(nie)。此種方法測(ce)量(liang)精(jing)度高。
b. 渦流測厚(hou)法(fa):適用導(dao)電金屬上的(de)非導(dao)電層(ceng)厚(hou)度測量,此種方法(fa)較磁性測厚(hou)法(fa)精(jing)度低。
c. 超(chao)聲(sheng)波測厚法(fa):適用多層涂鍍層厚度的測量(liang)或則是以(yi)上兩種方法(fa)都無法(fa)測量(liang)的場合,但一(yi)般價格昂貴、測量(liang)精度也(ye)不(bu)高(gao),實際應用較少(shao)。
d. 電解測厚(hou)法(fa):此方(fang)法(fa)有(you)別于(yu)以(yi)上(shang)三種,不屬于(yu)無損檢測,需要破壞(huai)涂鍍(du)層(ceng),一般精度也不高,測量起來較(jiao)其他幾種麻煩。
e. 放射測厚法:此種(zhong)儀(yi)器價(jia)格非常昂貴,用于一些特殊場合
4、濕膜厚(hou)度測定
主要應用于新涂刷(shua)的濕膜。由于濕膜干燥后(hou),其厚度(du)會發生(sheng)變(bian)化,所以只(zhi)能給出大(da)致的厚度(du)。
常用測厚儀(yi)測厚法的(de)基(ji)本原理
由于(yu)在漆膜和底材(cai)的(de)復合體系中,兩者的(de)材(cai)料種類和厚度(du)變化很大,因此,到目前(qian)為(wei)止沒有(you)一種通用的(de)非破壞性(xing)測厚儀(yi)。常用的(de)測厚儀(yi)有(you)磁場型(xing)測厚儀(yi)和渦流型(xing)測厚儀(yi)兩種。
磁(ci)(ci)場型測(ce)厚(hou)儀(yi)的(de)(de)測(ce)厚(hou)是(shi)基于測(ce)量頭上的(de)(de)磁(ci)(ci)鐵(tie)與磁(ci)(ci)性(xing)(xing)地材之(zhi)間(jian)的(de)(de)磁(ci)(ci)引力或磁(ci)(ci)通量隨(sui)兩(liang)者之(zhi)間(jian)的(de)(de)距(ju)(ju)離(li)變(bian)化(hua)(hua)而變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)原理,而該距(ju)(ju)離(li)對于涂漆(qi)(qi)的(de)(de)磁(ci)(ci)性(xing)(xing)底材來(lai)說,將(jiang)因非磁(ci)(ci)性(xing)(xing)的(de)(de)漆(qi)(qi)膜厚(hou)度(du)的(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)而變(bian)化(hua)(hua)。因此(ci),此(ci)法(fa)只適用于磁(ci)(ci)性(xing)(xing)底材上非磁(ci)(ci)性(xing)(xing)漆(qi)(qi)膜厚(hou)度(du)的(de)(de)測(ce)量。
渦(wo)流型測厚儀(yi)的(de)原理(li)基于(yu)測量頭的(de)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)產(chan)生(sheng)的(de)交變(bian)磁(ci)場將(jiang)使(shi)附(fu)近的(de)金(jin)(jin)(jin)屬表面上(shang)因感應而(er)產(chan)生(sheng)渦(wo)流。該(gai)(gai)渦(wo)流又引起感應線(xian)圈(quan)(quan)(quan)表現阻(zu)抗的(de)變(bian)化(hua)。這種效應將(jiang)隨探頭線(xian)圈(quan)(quan)(quan)到金(jin)(jin)(jin)屬表面的(de)距離(li)的(de)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua)。當(dang)測量頭線(xian)圈(quan)(quan)(quan)直接與干燥的(de)漆膜(mo)接觸(chu)時,該(gai)(gai)距離(li)大(da)小將(jiang)隨漆膜(mo)的(de)厚度而(er)變(bian)化(hua)。因此,檢測試樣(yang)表觀阻(zu)抗的(de)大(da)小,經標定后,可得到漆膜(mo)的(de)厚度。根(gen)據此原理(li)而(er)設計的(de)測厚儀(yi)只適用于(yu)漆膜(mo)與底(di)材金(jin)(jin)(jin)屬兩者(zhe)導(dao)電性(xing)(xing)相(xiang)差很大(da)的(de)試樣(yang)。常用于(yu)非磁(ci)性(xing)(xing)金(jin)(jin)(jin)屬底(di)材上(shang)的(de)非導(dao)電漆膜(mo)厚度的(de)測量。
塑料(liao)件測厚的方法
汽車行業常見保(bao)險杠,儀表(biao)盤多(duo)數為塑料表(biao)面噴涂,這時候就(jiu)不能用以上幾種(zhong)方法(fa),精準(zhun)的就(jiu)是切割用顯(xian)微鏡(jing)放大一(yi)定倍數,直接讀(du)取厚度(du)值,缺點是步驟(zou)繁(fan)多(duo),破壞(huai)樣品造成浪(lang)費,今天簡單了解(jie)下(xia)。
第一步、用切割機切成小塊取樣,取樣記得編號;
第二步(bu)、用鑲嵌粉(fen)冷(leng)鑲嵌,放置半小(xiao)時(shi)固化;
第三(san)步、拋磨,樣品切割使(shi)塑料件產生形變,精(jing)細拋磨使(shi)樣品截面(mian)平整;
第(di)四(si)步、顯微鏡放(fang)大觀察測量(liang)厚度。
塑(su)(su)(su)料(liao)表面噴(pen)涂(tu)油漆(qi)(qi),準確(que)的(de)(de)方法目前(qian)(qian)還(huan)是顯微鏡觀(guan)察法,要求精度不是很高的(de)(de)話也可以貼專用膜(mo)(mo)片(pian)(pian)(pian)替代測(ce)量(liang)。方法是在(zai)(zai)噴(pen)涂(tu)前(qian)(qian)將(jiang)膜(mo)(mo)片(pian)(pian)(pian)固定到(dao)塑(su)(su)(su)料(liao)件上(shang),各涂(tu)層噴(pen)完后依次取下一(yi)部分檢測(ce)。貼片(pian)(pian)(pian)有塑(su)(su)(su)料(liao)片(pian)(pian)(pian)和鐵片(pian)(pian)(pian),采用塑(su)(su)(su)料(liao)片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)話在(zai)(zai)檢測(ce)的(de)(de)時候(hou)要放(fang)在(zai)(zai)鐵片(pian)(pian)(pian)上(shang),通過矯正扣(kou)除塑(su)(su)(su)料(liao)片(pian)(pian)(pian)厚度后檢測(ce)。但因為和原來基材的(de)(de)差(cha)異(yi),貼片(pian)(pian)(pian)測(ce)量(liang)法會有上(shang)漆(qi)(qi)率等差(cha)異(yi),測(ce)量(liang)準確(que)度不高。
超(chao)聲波(bo)涂層測厚儀
可(ke)(ke)測(ce)量塑料、金屬、木頭、玻璃和(he)陶(tao)瓷(ci)上的油漆,塑料覆層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的厚(hou)度,可(ke)(ke)以(yi)測(ce)量分層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)膜厚(hou),一(yi)次可(ke)(ke)以(yi)無損(sun)地測(ce)出5層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)覆層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的厚(hou)度,也(ye)可(ke)(ke)透(tou)過(guo)涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)測(ce)量薄的基材厚(hou)度。目前國內已(yi)經有汽車廠應用超(chao)聲波涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)測(ce)厚(hou)儀,使用和(he)矯正(zheng)維護成本較(jiao)高,精度比較(jiao)有限。
超(chao)聲(sheng)波涂(tu)層(ceng)測(ce)厚(hou)儀工作原理是基于超(chao)聲(sheng)波反(fan)射(she),智能(neng)探頭(tou)發出(chu)的(de)超(chao)聲(sheng)波脈(mo)(mo)沖進(jin)入覆層(ceng)后,脈(mo)(mo)沖傳輸到覆層(ceng)結合面或與(yu)底(di)材臨界面時, 一部分脈(mo)(mo)沖被反(fan)射(she)回來. 這些反(fan)射(she)的(de)超(chao)聲(sheng)波脈(mo)(mo)沖被傳感(gan)器接(jie)收,通過(guo)聲(sheng)波在介質中傳輸的(de)速度計算出(chu)覆層(ceng)的(de)厚(hou)度。目前超(chao)聲(sheng)波涂(tu)層(ceng)測(ce)厚(hou)儀也在積極(ji)提高測(ce)量精度,如采用(yong)的(de)先進(jin)的(de)傳感(gan)技術和創新的(de)軟件實現(xian)在應用(yong)時高精度測(ce)量,通過(guo)設置參數截止帶可以將(jiang)雜(za)波排除掉,例如由(you)基材GRP 或CRP 纖維造成的(de)雜(za)波。
超聲波涂層(ceng)測厚另外(wai)一個難點是測量具有相似特征的(de)涂層(ceng)厚度。這些(xie)涂層(ceng)的(de)阻(zu)抗值之差不足以區分(fen)反饋的(de)超聲波脈沖(chong)。新(xin)的(de)技術革新(xin)可(ke)以解決(jue)這個問題,較弱的(de)脈沖(chong)信號可(ke)以很(hen)明顯(xian)的(de)區分(fen)開,可(ke)靠準確地完成復雜(za)的(de)測量任務。
圖:目前(qian)超聲(sheng)波涂層測厚儀也在(zai)積極提(ti)高測量精度,如采用(yong)的(de)(de)先進(jin)的(de)(de)傳感技術和(he)創新的(de)(de)軟件實現在(zai)應用(yong)時高精度測量。
白光(guang)干涉薄膜厚度測(ce)量儀
用(yong)(yong)(yong)從深紫外到近(jin)紅外可選配的(de)(de)寬(kuan)光(guang)譜光(guang)源照射薄膜(mo)(mo)(mo)表面,探頭同位接收(shou)反射光(guang)線。根據反射回來(lai)的(de)(de)干涉光(guang),用(yong)(yong)(yong)反復校準的(de)(de)算(suan)法快速反演計(ji)算(suan)出薄膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)厚度。測量范圍(wei)1nm-3mm,可同時完(wan)成多層膜(mo)(mo)(mo)厚的(de)(de)測試(shi)。對于(yu)100nm以上的(de)(de)薄膜(mo)(mo)(mo),還(huan)可以測量n和k值,廣泛適用(yong)(yong)(yong)于(yu)多種基材,在(zai)3C、汽(qi)車、醫療器械等涂層上均可應用(yong)(yong)(yong)。
可根(gen)據測(ce)(ce)量的(de)需要選用(yong)不同的(de)測(ce)(ce)厚(hou)(hou)(hou)(hou)儀,磁性測(ce)(ce)厚(hou)(hou)(hou)(hou)儀和渦流測(ce)(ce)厚(hou)(hou)(hou)(hou)儀一般(ban)測(ce)(ce)量的(de)厚(hou)(hou)(hou)(hou)度適用(yong)0-5毫米,這類儀器又分探頭與主(zhu)機一體(ti)型,探頭與主(zhu)機分離型,前者(zhe)操作便捷,后者(zhe)適用(yong)于(yu)測(ce)(ce)非平面的(de)外形。更厚(hou)(hou)(hou)(hou)的(de)致密材質(zhi)材料要用(yong)超聲波(bo)測(ce)(ce)厚(hou)(hou)(hou)(hou)儀來測(ce)(ce),測(ce)(ce)量的(de)厚(hou)(hou)(hou)(hou)度可以達到0.7-250毫米。電解法測(ce)(ce)厚(hou)(hou)(hou)(hou)儀適合測(ce)(ce)量很細的(de)線上面電鍍的(de)金(jin),銀等金(jin)屬的(de)厚(hou)(hou)(hou)(hou)度。