1.2 Контроль толщины полученного покрытия

Толщина слоя является важнейшим покрытием при оценке качества покрытия. Существуют различные методы измерения толщины нанесенного слоя. Большинство из них относятся к неразрушающим методам контроля. Принцип измерения основывается на том, что свойства материалов покрытия и защищаемой поверхности имеют определенные различия, причем эти различия имеют скачкообразный характер на поверхности раздела. Используемые в настоящее время физические методы контроля можно разделить на следующие группы:

А. Радиометрические методы. Они основаны на использовании способности радиоактивных излучений вступать во взаимодействие с материалом. Эффектами, сопровождающими этот процесс и представляющими интерес для измерения толщины покрытий, является обратное рассеяние и поглощение излучения, а также возбуждение атомов, вызывающее их собственное излучение. Соответственно этому, радиометрические методы имеют варианты:

• метод, основанный на измерении обратного рассеяния;

• метод, основанный на измерении поглощения излечения;

• рентгенофлуоресцентный метод.

Б. Магнитные методы основаны на прямом или косвенном использовании взаимодействия сил или изменении геометрии и интенсивности магнитного поля в качестве измеряемой величины. Основной магнитной характеристикой, как материала покрытия, так и основного материала, которая позволяет судить о толщине слоя, является магнитная проницаемость. При этом датчиками служат как постоянные, так и электромагниты. К магнитным методам относятся:

• метод, основанный на измерении силы притяжения магнита;

• метод, основанный на измерении магнитного потока;

• метод, основанный на измерении магнитной индукции.

В. Электрические методы. Многие электрические характеристики материала при определенных условиях прямо зависят от толщины слоя. К ним относятся электропроводность, диэлектрические свойства изолирующих слоев и индукция тока под действием электромагнитного поля. Существует несколько электрических методов:

• методы измерения электропроводности;

• емкостный метод;

• метод измерения вихревых токов.

Г. Термоэлектрический метод основан на использовании эффекта возникновения термо-э.д.с. между материалом покрытия и основным материалом, если между местами контактов щуп – покрытие и покрытие – подложка имеет разность температур. Если нагретый щуп создает на поверхности определенную температуру, то при заданной комбинации материалов термо-э.д.с., возникающая вследствие градиента температур в покрытии и обрабатываемом материале, зависит от толщины покрытия.

Д. Оптические методы применяются для измерения толщины прозрачных слоев. При этом используют эффекты как прозрачности, так и отражения и преломления света. Наиболее распространены:

• прямой метод измерения толщины с помощью оптического микроскопа;

• метод светового сечения.

Е. Метод взвешивания. Образец, площадь поверхности которого известна, взвешивают до и после нанесения покрытия. После этого расчетом определяют толщину слоя (усреднено).