Phương pháp kiểm tra không phá hủy và đo độ dày lớp phủ
Phương pháp kiểm tra không phá hủy và nguyên lý của máy đo độ dày lớp phủ: Máy đo độ dày lớp phủ là một chủ đề đầy triển vọng, toàn diện về lý thuyết và coi trọng liên kết thực tế trong đo lường thực tế. Nó liên quan đến nhiều khía cạnh như tính chất vật lý của vật liệu, thiết kế sản phẩm, quy trình sản xuất, cơ học đứt gãy và tính toán phần tử hữu hạn.
Trong công nghiệp hóa chất, điện tử, điện, kim loại và các ngành công nghiệp khác, để đạt được sự bảo vệ hoặc trang trí của các vật liệu khác nhau, thường sử dụng các phương pháp như phun lớp phủ kim loại màu, phốt phát và xử lý oxy hóa anốt, do đó lớp phủ , lớp mạ, lớp phủ, v.v. xuất hiện. Các lớp, lớp mỏng hoặc màng được tạo ra bằng hóa chất, chúng tôi gọi chúng là "lớp phủ".
Phép đo độ dày của lớp phủ đã trở thành quy trình quan trọng nhất cần thiết cho người dùng trong ngành gia công kim loại để kiểm tra chất lượng thành phẩm. Nó là một phương tiện thiết yếu để các sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn. Hiện tại, độ dày của lớp phủ thường được đo theo tiêu chuẩn quốc tế thống nhất trong và ngoài nước. Việc lựa chọn các phương pháp và công cụ để kiểm tra không phá hủy lớp phủ ngày càng trở nên quan trọng hơn với sự tiến bộ dần dần trong nghiên cứu về tính chất vật lý của vật liệu.
Các phương pháp kiểm tra không phá hủy lớp phủ chủ yếu bao gồm: phương pháp cắt nêm, phương pháp mặt cắt quang học, phương pháp điện phân, phương pháp đo chênh lệch độ dày, phương pháp cân, phương pháp huỳnh quang tia X, phương pháp phản xạ tia, phương pháp điện dung, phương pháp đo từ trường và dòng điện xoáy luật đo lường, v.v. Ngoại trừ năm phương pháp cuối cùng, hầu hết các phương pháp này sẽ làm hỏng sản phẩm hoặc bề mặt của sản phẩm. Chúng là thử nghiệm phá hủy, và các phương pháp đo lường cồng kềnh và chậm chạp, và chúng hầu như chỉ phù hợp để kiểm tra lấy mẫu.
Phép đo phản xạ tia X và tia -ray có thể được sử dụng để đo không tiếp xúc và không phá hủy, nhưng thiết bị phức tạp và đắt tiền, và phạm vi đo nhỏ. Do nguồn phóng xạ, người dùng phải tuân thủ các quy định về bảo vệ bức xạ và nó thường được sử dụng để đo độ dày của từng lớp phủ kim loại.
Phương pháp điện dung thường chỉ được áp dụng để kiểm tra độ dày của lớp cách điện của dây dẫn rất mỏng.
Phương pháp đo từ tính và phương pháp đo dòng điện xoáy, với sự phát triển ngày càng cao của công nghệ, đặc biệt là sau khi công nghệ vi xử lý ra đời trong những năm gần đây, máy đo độ dày đã có một bước tiến lớn hướng tới các khía cạnh thu nhỏ, thông minh, đa chức năng, độ chính xác cao và thiết thực . Độ phân giải của phép đo đã đạt tới 0.1μm và độ chính xác có thể đạt tới 1 phần trăm . Nó cũng có các đặc điểm của phạm vi ứng dụng rộng, phạm vi đo rộng, hoạt động dễ dàng và giá thấp. Nó là công cụ được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp và nghiên cứu khoa học.
Phương pháp thử nghiệm không phá hủy được sử dụng để đo độ dày mà không làm hỏng lớp phủ hoặc chất nền, và tốc độ thử nghiệm nhanh, do đó có thể thực hiện một lượng lớn công việc thử nghiệm một cách tiết kiệm. Một số phương pháp đo độ dày thông thường được giới thiệu dưới đây.
1. Nguyên lý của máy đo độ dày lực hút nam châm
Độ dày của lớp phủ có thể được đo bằng cách sử dụng lực hút giữa đầu dò nam châm và vật liệu thép từ tính theo một tỷ lệ nhất định với khoảng cách giữa hai vật liệu. Khoảng cách này là độ dày của lớp phủ, miễn là tính thấm từ của lớp phủ và vật liệu cơ bản Sự khác biệt đủ lớn để đo được. Trước thực tế là hầu hết các sản phẩm công nghiệp đều được dập và tạo hình bằng thép kết cấu và thép tấm cán nguội cán nóng, máy đo độ dày từ tính được sử dụng rộng rãi nhất. Cấu trúc cơ bản của dụng cụ đo là thép từ tính, lò xo căng, thang đo và cơ chế tự dừng. Khi thép từ tính bị hút vào vật được thử nghiệm, lò xo sẽ dần dài ra sau đó và lực căng sẽ tăng dần. Khi thép căng lớn hơn lực hút và thép từ tính được tách ra, ghi lại độ lớn của lực kéo để có được chiều dày lớp phủ. Nói chung, các mô hình khác nhau có phạm vi đo khác nhau và các dịp phù hợp. Ở một góc khoảng 350o, thang đo có thể được sử dụng để biểu thị độ dày lớp phủ 0~100μm; 0~1000μm; 0 ~ 5 mm, v.v. và độ chính xác có thể đạt hơn 5 phần trăm, có thể đáp ứng các yêu cầu chung của các ứng dụng công nghiệp. Thiết bị này có đặc điểm là vận hành đơn giản, độ bền cao, không cần cấp nguồn và hiệu chuẩn trước khi đo, giá thành rẻ rất phù hợp để kiểm soát chất lượng tại chỗ trong xưởng.
2. Máy đo độ dày nguyên lý cảm ứng từ
Nguyên lý của cảm ứng từ là sử dụng từ thông chảy vào đế sắt thông qua lớp phủ không từ tính để đo độ dày của lớp phủ. Lớp phủ càng dày thì từ thông càng nhỏ. Bởi vì nó là một thiết bị điện tử, nó rất dễ hiệu chỉnh và có thể thực hiện nhiều chức năng, mở rộng phạm vi đo và cải thiện độ chính xác. Vì các điều kiện thử nghiệm có thể giảm đi rất nhiều nên nó có trường ứng dụng rộng hơn so với loại hút từ tính.
Khi đặt đầu dò với cuộn dây xung quanh lõi sắt mềm lên đối tượng cần kiểm tra, thiết bị sẽ tự động phát ra dòng điện thử nghiệm, độ lớn của từ thông sẽ ảnh hưởng đến độ lớn của suất điện động cảm ứng và thiết bị sẽ khuếch đại tín hiệu để chỉ ra độ dày lớp phủ. Các sản phẩm ban đầu được chỉ định bởi đầu đồng hồ, độ chính xác và độ lặp lại không tốt. Sau đó, loại màn hình kỹ thuật số đã được phát triển và thiết kế mạch ngày càng trở nên hoàn hảo hơn. Trong những năm gần đây, các công nghệ mới nhất như công nghệ vi xử lý, công tắc điện tử và ổn định tần số đã được giới thiệu và nhiều loại sản phẩm lần lượt ra đời. Độ chính xác đã được cải thiện đáng kể, đạt 1 phần trăm và độ phân giải đạt 0.1μm. Thép nhẹ được sử dụng làm lõi từ và tần số của dòng điện cuộn dây không cao để giảm ảnh hưởng của hiệu ứng dòng xoáy. Đầu dò có chức năng bù nhiệt độ. Vì thiết bị thông minh nên nó có thể xác định các đầu dò khác nhau, hợp tác với các phần mềm khác nhau và tự động thay đổi dòng điện và tần số của đầu dò. Một thiết bị có thể được sử dụng với nhiều đầu dò hoặc có thể sử dụng cùng một thiết bị. Có thể nói rằng các công cụ phù hợp cho sản xuất công nghiệp và nghiên cứu khoa học đã đạt đến một giai đoạn rất thiết thực.
