Volvo STD 5714-104 Pengukuran Ketebalan Lapisan Logam dan Oksida dengan Pemeriksaan Mikroskopis Potongan

Standar “Volvo STD 5714-104 Pengukuran ketebalan lapisan logam dan oksida melalui pemeriksaan mikroskopis pada penampang” yang dikembangkan oleh perusahaan mobil Volvo menjelaskan metode pengujian untuk mengukur ketebalan lapisan logam, lapisan oksida, dan enamel porselen atau kaca melalui pemeriksaan mikroskopis pada suatu penampang. Dalam kondisi terbaik, metode ini memberikan akurasi pengukuran absolut plus/minus 0,8 µm, yang menentukan kesesuaian metode untuk mengukur ketebalan lapisan tipis.

Sampel harus diambil dari satu atau lebih titik pada permukaan kritis. Perlu dipastikan bahwa lapisan atau pelapisnya tidak berubah.

Untuk melindungi tepi sampel selama persiapan pengujian, lapisan lunak, seperti tembaga pada seng dan kadmium, harus dilapisi dengan ketebalan minimal 10 µm dengan endapan yang lebih keras yang memberikan kontras yang baik saat terkikis.

Sampel harus dipasang sedemikian rupa sehingga memungkinkan penggilingan bagian yang tegak lurus terhadap permukaan lapisan atau pelapis yang akan diukur. Penyimpangan 10 derajat dari vertikal menghasilkan nilai ketebalan sekitar 2 persen lebih tinggi daripada ketebalan sebenarnya.

Sampel harus ditopang dalam suatu penyangga atau dicetak dalam plastik sedemikian rupa sehingga ketebalan yang akan diukur tidak terpengaruh oleh suhu atau tekanan. Bagian tersebut kemudian harus digiling dan dipoles untuk memperoleh permukaan yang dapat diterima untuk pengukuran.

Untuk memperoleh kontras maksimum antara lapisan dan logam dasar, sebaiknya ukir bagian yang dipoles, meskipun kontras setelah pemolesan tampak cukup. Selain itu, etsa menghilangkan jejak logam lunak yang mungkin menempel pada logam keras selama operasi sebelumnya. Beberapa bahan abrasif tercantum dalam tabel yang disediakan dalam standar.

Pengukuran ketebalan lapisan dapat dilakukan dengan menggunakan salah satu metode berikut:

• Metode A: Memeriksa sampel di bawah mikroskop metalurgi menggunakan lensa mikrometer terkalibrasi.
• Metode B: Proyeksi gambar sampel ke layar mikroskop metalurgi pada perbesaran yang ditentukan secara akurat.

Ketebalan lapisan sesungguhnya diperoleh dengan mengukur ketebalan lapisan yang diproyeksikan dan membaginya dengan faktor pembesaran. Jumlah dan distribusi pengukuran harus dinyatakan dalam laporan pengujian.

Singkatnya, metode pengujian ini melibatkan pengukuran ketebalan lokal lapisan logam dan oksida melalui pemeriksaan mikroskopis pada bagian-bagian menggunakan mikroskop optik. Dalam kondisi baik, ketika mikroskop optik digunakan, metode ini dapat mencapai akurasi pengukuran absolut sebesar 0,8 µm. Keakuratan menentukan kesesuaian metode untuk mengukur ketebalan lapisan tipis. Keakuratannya bergantung pada pengaturan mikroskop dan persiapan sampel. 0,8 µm tidak boleh dianggap sebagai nilai absolut dan sebaliknya harus digunakan sebagai pedoman. Mikroskop optik dapat menggunakan perangkat penangkap gambar digital dan perangkat lunak untuk mengevaluasi gambar-gambar ini.

Metode pengujian ini meliputi pemotongan bagian spesimen uji, pemasangannya, dan persiapan bagian yang dipasang dengan teknik penggilingan, pemolesan, dan pengikisan yang tepat. Ketebalan bagian diukur dengan mikroskop optik.

Ketebalan lapisan merupakan faktor penting dalam kinerja lapisan dalam pelayanan dan sering ditentukan dalam spesifikasi lapisan. Metode ini cocok untuk pengujian penerimaan.

Faktor utama yang mempengaruhi hasil pengukuran adalah:

• Kekasaran permukaan: Jika lapisan atau substratnya memiliki permukaan kasar, salah satu atau kedua antarmuka yang membatasi penampang lapisan mungkin terlalu tidak teratur untuk memungkinkan pengukuran yang akurat.
• Kemiringan penampang: Jika bidang penampang tidak tegak lurus terhadap bidang pelapis, ketebalan yang diukur akan lebih besar daripada ketebalan sebenarnya. Misalnya, kemiringan 10 derajat dari vertikal menyebabkan kesalahan sebesar 1,5 persen.
• Deformasi lapisan: Deformasi yang merugikan pada lapisan dapat disebabkan oleh suhu atau tekanan yang berlebihan selama perakitan dan persiapan bagian-bagian lapisan lunak atau lapisan yang meleleh pada suhu rendah, serta oleh abrasi berlebihan pada bahan-bahan rapuh selama persiapan bagian-bagian tersebut.
• Pembulatan tepi pelapis: Jika tepi bagian pelapis dibulatkan, yaitu bagian pelapis tidak sepenuhnya rata pada tepinya, ketebalan sebenarnya tidak dapat diamati secara mikroskopis. Pembulatan tepi dapat terjadi akibat pemasangan yang tidak tepat, penggilingan, pemolesan, atau abrasi.
• Pelapisan Atas: Pelapisan atas spesimen uji digunakan untuk melindungi tepi pelapisan selama persiapan bagian dan dengan demikian mencegah pengukuran yang salah. Penghapusan bahan pelapis selama persiapan permukaan untuk pelapisan ulang dapat mengakibatkan pengukuran ketebalan yang kurang.
• Etsa: Etsa yang optimal menghasilkan garis gelap yang jelas dan sempit pada antarmuka dua logam. Abrasi yang berlebihan menghasilkan garis yang tidak jelas atau lebar yang dapat menyebabkan pengukuran yang tidak akurat.
• Bercak: Pemolesan yang tidak tepat dapat menyebabkan satu logam bercak pada logam lain, sehingga mengaburkan batas sebenarnya antara kedua logam tersebut. Batas yang tampak mungkin tidak jelas atau sangat tidak teratur, bukannya halus dan jelas. Untuk memverifikasi tidak ada noda, ketebalan lapisan harus diukur dan pemolesan, abrasi, dan pengukuran ketebalan harus diulang. Perubahan signifikan pada ketebalan yang tampak menunjukkan bahwa pewarnaan kemungkinan terdapat pada salah satu pengukuran.
• Pembesaran: Untuk ketebalan lapisan apa pun, kesalahan pengukuran umumnya meningkat seiring dengan berkurangnya pembesaran. Jika memungkinkan, pembesaran harus dipilih sehingga bidang pandang berada di antara 1,5 hingga 3 kali ketebalan lapisan.

Di antara berbagai pengujian, pengukuran, analisis, dan studi evaluasi yang telah dilakukan organisasi kami untuk berbagai bisnis di berbagai sektor, organisasi ini juga menyediakan layanan pengujian yang ditetapkan dalam standar “Volvo STD 5714-104 Pengukuran ketebalan lapisan logam dan oksida melalui pemeriksaan mikroskopis pada penampang” dengan staf yang terlatih dan ahli serta peralatan teknologi canggih.