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金相顯微鏡在高精度膜層厚度測(cè)量中的創(chuàng)新應(yīng)用

2024-07-24(509)次瀏覽

一.引言在材料表層覆膜是賦予材料本身沒有的某些性能，以此提高材料的利用效率或者拓展它的適用范圍，在機(jī)械、電子、儀表、兵器、農(nóng)機(jī)、五金、建筑、造船、航天航空等領(lǐng)域是十分常見的，而這些成膜工藝大體都...

一.引言

在材料表層覆膜是賦予材料本身沒有的某些性能，以此提高材料的利用效率或者拓展它的適用范圍，在機(jī)械、電子、儀表、兵器、農(nóng)機(jī)、五金、建筑、造船、航天航空等領(lǐng)域是十分常見的，而這些成膜工藝大體都分為電鍍、化學(xué)鍍、浸鍍、化學(xué)和電化學(xué)轉(zhuǎn)化以及涂裝等。不管是什么成膜工藝，膜層厚度都是最基本的結(jié)構(gòu)參數(shù)，基于這個(gè)，就發(fā)展出了許多不同的儀器如電解式鍍層測(cè)厚儀，X熒光測(cè)厚儀等等。

金相顯微鏡主要用于金屬的相結(jié)構(gòu)分析。也可以利用各種平面分析系統(tǒng)進(jìn)行膜層的厚度測(cè)量，并且精度很高，最小誤差約為±0.8μm，可作為金屬鍍層和氧化膜層的仲裁測(cè)量。利用金相顯微鏡的聚焦平面也可以作各種涂/鍍膜層的厚度測(cè)量，而且在微米量級(jí)具有與電磁/電渦輪測(cè)厚儀相當(dāng)?shù)木取?/span>

二.原理

金相顯微鏡的物鏡焦距和位置都是固定的，實(shí)際操作中可通過調(diào)整樣品臺(tái)高度，改變被測(cè)物表面和物鏡之間的距離完成對(duì)焦。將被檢測(cè)物的覆膜面打磨出一個(gè)斜面后平放在樣品臺(tái)上，使斜面處于視場(chǎng)中。分別對(duì)膜層的外界面和內(nèi)界面進(jìn)行對(duì)焦，讀出調(diào)焦旋鈕上兩個(gè)腳面的高度差即為膜層的厚度。

為了相對(duì)準(zhǔn)確測(cè)量膜層厚度，需要注意以下幾個(gè)操作技巧：

1、找準(zhǔn)膜層的內(nèi)界面便于對(duì)焦，要求內(nèi)界面量測(cè)要有比較明顯的色差，或者顯微結(jié)構(gòu)的差異。

2、視場(chǎng)景深和顯微鏡放大倍數(shù)成反比，為了提高對(duì)焦的相對(duì)精度，應(yīng)盡可能提高顯微鏡的放大倍數(shù)來降低景深。

3、打磨斜面盡可能提高加工精度，避免微小的劃痕影響對(duì)焦精度。另外，在視場(chǎng)限制的范圍內(nèi)，盡量將斜面和表面的夾角磨小，使得膜層的可視面更大，可以提高對(duì)焦精度，便于觀察。

4、作為基底的樣品要有一定的厚度和剛度，保證斜面加工過程不發(fā)生過大的樣品應(yīng)力變形，影響樣品原有的平整度。

三.總結(jié)

利用金相顯微鏡焦平面測(cè)量各種涂/鍍層厚度可行可信，將樣品覆膜打磨成斜面對(duì)膜層兩個(gè)界面分別對(duì)焦，從調(diào)焦旋鈕讀出兩個(gè)腳面的高度差即為膜層厚度。這個(gè)方法適用于小件的實(shí)驗(yàn)樣品的測(cè)量，與其他測(cè)厚方法相比，該方法能在進(jìn)行厚度測(cè)量的同時(shí)能對(duì)膜層的顯微結(jié)果觀察和分析，并且能適用于各種涂/鍍層或者多層復(fù)合膜的厚度測(cè)量，對(duì)膜層的性質(zhì)和形態(tài)沒有限制。

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