19.1.4. Химические методы измерения толщины плёнок (покрытия)

К химическим методам определения толщин плёнок (ГОСТ 16875-71) относят метод струи, капли и снятия слоя. Это лабораторные методы. Сущность метода струи состоит в растворении плёнки (покрытия) раствором, вытекающем на поверхность детали в виде струи с определённой скоростью. Толщина плёнки рассчитывается по времени, затраченному на растворение покрытия (струйно-периодический метод) или по объёму раствора, израсходованному на растворение покрытия (струйно-объёмный метод). Окончание растворение плёнки устанавливают визуально с помощью прибора, регистрирующего изменение потенциала или тока в момент полного растворения покрытия (электроструйный метод).

Сущность метода капли состоит в том, что на поверхность плёнки наносят капли раствора и выдерживают в течение определённого промежутка времени. Толщину плёнки рассчитывают по числу капель, затрачиваемых на растворение плёнки.

Метод снятия слоя основан на растворении плёнки в растворе, который действует на основной металл детали. Расчёт толщины плёнки производят по массе растворимого металла, которую определяют химическим анализом раствора или взвешиванием детали до и после растворения плёнки.

Метод струи капли применяют для измерения местной толщины однослойных и многослойных металлических плёнок (цинковых, кадмиевых, медных, никелевых, хромовых, серебряных) на поверхностях, площадь которых не менее 0,3 см².

Метод капли не рекомендуется применять для плёнок толщиной более 20 мкм. Метод снятия слоя применяют для измерения средней толщины однослойных и многослойных плёнок малогабаритных деталей.

Погрешность измерения толщины плёнок от 2 мкм и выше.

19.1.5 Весовой метод измерения толщины плёнок (покрытия)

Весовой метод определения толщины плёнки следует отнести к неразрушающим методам. Для определения толщины плёнки измеряемую деталь взвешивают до и после покрытия. По геометрическим размерам определяют площадь поверхности покрытия. Толщину плёнки h_ср в мкм рассчитывают по формуле:

, (19.4)

где g₁ – масса детали до нанесения плёнки, гр;

g₂ – масса детали после нанесения плёнки, гр;

S – площадь поверхности, см²;

 - плотность материала плёнки, г/см³.

Для определения массы применяют весы, имеющие погрешность не более + 0,001 гр. Это – метод лабораторный, позволяющий определить среднюю толщину плёнки с погрешностью + 10 %.

19.2. Методы определения толщины покрытий

19.2.1. Метод определения толщины непрозрачных покрытий

Сущность метода заключается в измерении при помощи микроскопа горизонтальной проекции образующей усеченного конуса, полученного при сверлении покрытий под определенным углом.

Существует несколько способов определения толщины непрозрачных покрытий:

1.Определение толщины покрытий отчетным микроскопом МПБ-2. Для этого в центре образца сверлят покрытие до появления лунки, затем микроскоп устанавливают так, чтобы поле зрения микроскопа наблюдалась горизонтальная проекция одной стороны лунки. Затем поворотом тубуса микроскопа устанавливают измерительную шкалу так, чтобы ось шкалы проходила через центр лунки, а деление шкалы были параллельны касательным к окружностям, и снимают измерение. Затем микроскоп перемещают так, чтобы в поле зрения оказалась диаметрально противоположная сторона лунки и повторяют измерение.

2.Определение толщины покрытий биологическим микроскопом. Микроскопы биологические: типа МБУ-6,укомплектованный объективом3.7 х 0.11; МБУ-4, МБУ-5, «Биологи Р 11» и другие.

Для определения толщины покрытия в образце сверлят покрытия в образце до появления лунки, затем, затем микроскоп устанавливают так, что в поле зрения наблюдалась горизонтальная проекция одной стороны лунки. Винтовой окулярный микровинт устанавливают так, чтобы одна из визирных нитей перекрестия была расположена по касательной к одному краю среза лунки, затем к другому и вычисляют величину горизонтальной проекции.