Volvo STD 5714-104 透過顯微鏡檢查測量金屬和氧化物塗層厚度

沃爾沃汽車公司製定的《Volvo STD 5714-104透過切片顯微鏡檢查測量金屬和氧化物塗層厚度》標準描述了一種透過切片顯微鏡檢查測量金屬塗層、氧化層和瓷或搪瓷厚度的測試方法。此方法可提供高達正負 0,8 µm 的絕對測量精度，這決定了該方法是否適合測量薄塗層的厚度。

應從臨界表面上的一個或多個點採集樣本。必須確保塗層或層沒有變化。

為了在測試準備過程中保護樣品的邊緣，應將軟塗層（例如鋅和鎘上的銅）塗覆至厚度至少為 10 µm，並使用較硬的沉積物進行塗覆，以便在磨損時提供良好的對比度。

樣品的安裝方式應允許研磨垂直於待測塗層或層的表面的部分。與垂直方向偏離 10 度會產生比實際厚度高出約 2% 的厚度值。

樣品應放置在支架上或鑄入塑膠中，以使測量的厚度不受溫度或壓力的影響。然後必須對該部分進行研磨和拋光，以獲得可接受的測量表面。

為了實現塗層和基底金屬之間的最大對比度，建議蝕刻拋光部分，即使拋光後的對比度看起來足夠。此外，蝕刻還可以去除在先前的操作過程中可能殘留在較硬金屬上的軟金屬痕跡。標準提供的表格中列出了一些磨料。

可以使用以下方法之一測量層厚度：

• 方法 A：使用校準的測微透鏡在金相顯微鏡下檢查樣本。
• 方法 B：將樣品影像以精確確定的放大倍率投影到金相顯微鏡的螢幕上。

實際塗層厚度是透過測量預計塗層厚度並將其除以放大倍率獲得的。測試報告中應說明測量的次數和分佈。

簡而言之，此測試方法涉及使用光學顯微鏡對切片進行顯微鏡檢查來測量金屬和氧化物塗層的局部厚度。在良好的條件下，利用光學顯微鏡時，此方法可達到0,8 µm的絕對測量精度。準確度決定了此方法是否適合測量薄塗層的厚度。準確度取決於顯微鏡設定和樣品製備。 0,8 µm 不應被視為絕對值，而應作為指導值。光學顯微鏡可以使用數位影像捕捉設備和軟體來評估這些影像。

此測試方法包括切割測試樣本的一部分、安裝它，並透過適當的研磨、拋光和磨損技術準備安裝的部分。用光學顯微鏡測量切片的厚度。

塗層厚度是塗層使用性能的重要因素，通常在塗層規範中指定。此方法適用於驗收測試。

影響測量結果的主要因素有：

• 表面粗糙度：如果塗層或其基材具有粗糙的表面，則限制塗層橫截面的一個或兩個界面可能太不規則而無法進行準確測量。
• 截面錐度：如果截面不垂直於塗層平面，則測量的厚度將大於實際厚度。例如，垂直方向 10 度的傾斜會導致 1,5% 的誤差。
• 塗層變形：對於軟塗層或低溫熔化的塗層，在組裝和製備切片時，過高的溫度或壓力，以及在切片製備過程中脆性材料的過度磨損都可能導致塗層發生有害的變形。
• 塗層邊緣的圓化：如果塗層截面的邊緣是圓的，即塗層截面的邊緣不是完全平整的，則無法透過顯微鏡觀察到實際厚度。由於安裝、研磨、拋光或磨損不當，可能會出現邊緣圓化。
• 覆蓋層：在試樣上覆蓋一層塗層是為了在切片製備過程中保護塗層邊緣，從而防止測量錯誤。在表面塗層準備過程中去除塗層材料可能會導致厚度測量不足。
• 蝕刻：最佳蝕刻會在兩種金屬的界面處產生清晰而狹窄的暗線。過度磨損會產生不清晰或較寬的線條，從而導致測量不準確。
• 斑點：不正確的拋光會導致一種金屬在另一種金屬上留下斑點，模糊兩種金屬之間的真正邊界。明顯的邊界可能定義不清或非常不規則，而不是平滑且明確的。為了驗證沒有染色，應測量塗層厚度，並重複拋光、磨損和厚度測量。表觀厚度的顯著變化表明其中一次測量中可能存在染色。
• 放大倍率：對於任何給定的塗層厚度，測量誤差通常隨著放大倍率的降低而增加。如果可能的話，應選擇放大倍率，使視野處於塗層厚度的 1,5 到 3 倍之間。

本機構已為不同行業的企業進行了多項測試、測量、分析和評估研究，並憑藉訓練有素的專業人員和先進的技術設備，提供「沃爾沃 STD 5714-104 透過切片顯微鏡檢查測量金屬和氧化物塗層厚度」標準中定義的測試服務。