沃尔沃 STD 5714-104 通过显微镜检查测量金属和氧化物涂层厚度

沃尔沃汽车公司制定的《Volvo STD 5714-104通过切片显微镜检查测量金属和氧化物涂层厚度》标准描述了一种通过切片显微镜检查测量金属涂层、氧化层和瓷或搪瓷厚度的测试方法。该方法最多可提供正负 0,8 µm 的绝对测量精度，这决定了该方法是否适合测量薄涂层的厚度。

应从临界表面上的一个或多个点采集样本。必须确保涂层或层没有发生变化。

为了在测试准备过程中保护样品的边缘，应将软涂层（例如锌和镉上的铜）涂覆至厚度至少为 10 µm，并使用较硬的沉积物进行涂覆，以便在磨损时提供良好的对比度。

样品的安装方式应允许研磨垂直于待测涂层或层的表面的部分。与垂直方向偏离 10 度会产生比实际厚度高出约 2% 的厚度值。

样品应放置在支架上或铸入塑料中，以使测量的厚度不受温度或压力的影响。然后必须对该部分进行研磨和抛光，以获得可接受的测量表面。

为了实现涂层和基底金属之间的最大对比度，建议蚀刻抛光部分，即使抛光后的对比度看起来足够。此外，蚀刻还可以去除在之前的操作过程中可能残留在较硬金属上的软金属痕迹。标准提供的表格中列出了一些磨料。

可以使用以下方法之一测量层厚度：

• 方法 A：使用校准的测微透镜在金相显微镜下检查样品。
• 方法 B：将样品图像以精确确定的放大倍数投影到金相显微镜的屏幕上。

实际涂层厚度是通过测量预计涂层厚度并将其除以放大倍数获得的。测试报告中应说明测量的次数和分布。

简而言之，该测试方法涉及使用光学显微镜对切片进行显微镜检查来测量金属和氧化物涂层的局部厚度。在良好的条件下，利用光学显微镜时，该方法可以达到0,8 µm的绝对测量精度。准确度决定了该方法是否适合测量薄涂层的厚度。准确度取决于显微镜设置和样品制备。 0,8 µm 不应被视为绝对值，而应作为指导值。光学显微镜可以使用数字图像捕捉设备和软件来评估这些图像。

该测试方法包括切割测试样本的一部分、安装它，并通过适当的研磨、抛光和磨损技术准备安装的部分。用光学显微镜测量切片的厚度。

涂层厚度是涂层使用性能的一个重要因素，通常在涂层规范中指定。该方法适用于验收测试。

影响测量结果的主要因素有：

• 表面粗糙度：如果涂层或其基材具有粗糙的表面，则限制涂层横截面的一个或两个界面可能太不规则而无法进行准确测量。
• 截面锥度：如果截面不垂直于涂层平面，则测量的厚度将大于实际厚度。例如，垂直方向 10 度的倾斜会导致 1,5% 的误差。
• 涂层变形：对于软涂层或低温熔化的涂层，在组装和制备切片时，过高的温度或压力，以及在切片制备过程中脆性材料的过度磨损都可能导致涂层发生有害的变形。
• 涂层边缘的圆化：如果涂层截面的边缘是圆的，即涂层截面的边缘不是完全平整的，则无法通过显微镜观察到实际厚度。由于安装、研磨、抛光或磨损不当，可能会出现边缘圆化。
• 覆盖层：在试样上覆盖一层涂层是为了在切片制备过程中保护涂层边缘，从而防止测量错误。在表面涂层准备过程中去除涂层材料可能会导致厚度测量不足。
• 蚀刻：最佳蚀刻会在两种金属的界面处产生清晰而狭窄的暗线。过度磨损会产生不清晰或较宽的线条，从而导致测量不准确。
• 斑点：不正确的抛光会导致一种金属在另一种金属上留下斑点，模糊两种金属之间的真正边界。明显的边界可能定义不清或非常不规则，而不是平滑且明确的。为了验证没有染色，应测量涂层厚度，并重复抛光、磨损和厚度测量。表观厚度的显著变化表明其中一次测量中可能存在染色。
• 放大倍数：对于任何给定的涂层厚度，测量误差通常随着放大倍数的降低而增加。如果可能的话，应选择放大倍数，使视野处于涂层厚度的 1,5 到 3 倍之间。

本机构已为不同行业的企业开展了多项测试、测量、分析和评估研究，并凭借训练有素的专业人员和先进的技术设备，提供“沃尔沃 STD 5714-104 通过切片显微镜检查测量金属和氧化物涂层厚度”标准中定义的测试服务。