真空PVD鍍膜涂層厚度與檢測
發布時間：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倍進行測量，放大倍數越大，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尺進行測量比較方便。標尺起始點和終點的距離就是涂層的厚度。測量準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行測量。將被切斷樣件置于塑料粉末中進行壓制、燒結成塊狀試樣，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生一定損壞，如果檢測點不在功能區，通常不會影響其再使用。但是為避免錯誤的發生，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成成分，或提供涂層樣塊來分析制作基準數據，在檢測時，將被測件和涂層的構成成分與基準樣塊的構成成分進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行成分分析、制作測量程序，然后才可以進行實際的測量。當然，有些儀器可以不制作樣塊而直接測量，但誤差大。本節主要介紹X射線熒光法(X-Ray Fluorescence,XRF)。
XRF儀器主要由X射線激發源與探測系統組成。X射線管產生X射線(一放射線或基礎射線)，撞擊被測工件，被測工件中的每一種元素受到激發放射出二次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)。探測系統測量這些被激發放射的二次射線的能量及數量，探測系統軟件將檢測到的能量及數量信息轉換成相應的元素及含量，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。但在實際應用中，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，涂層的元素構成與基體的元素構成有很大差別，據此，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成并存儲在計算機數據庫中作為標準，當XRF檢測時，將檢測出的元素構成與標準相比對找到對應的基體和涂層種類，判斷涂層與基體的分界面，從而可以更準確地測出涂層的厚度。
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