Các phương pháp đo độ dày lớp mạ
- Phương pháp cảm ứng điện từ (Magnetic Induction): sự thay đổi trong từ trường được máy đo ghi nhận và chuyển đổi thành giá trị độ dày. Công thức tính toán dựa trên mối quan hệ giữa cường độ từ trường và khoảng cách (độ dày lớp phủ)
- Phương pháp dòng xoáy (Eddy Current): độ dày của lớp phủ cách điện (như sơn, lớp mạ) sẽ ảnh hưởng đến cường độ và phân bố của dòng điện xoáy. Các loại máy đo độ dày lớp phủ hiện nay trên thị trường thường sử dụng phương pháp này để phân tích sự thay đổi này để tính toán độ dày lớp phủ
- Phương pháp siêu âm (Ultrasonic): từ thời gian sóng phản hồi, thiết bị có thể tính toán được độ dày của lớp phủ
- Phương pháp X-ray (X-ray Fluorescence - XRF): cường độ của tín hiệu huỳnh quang tỷ lệ với độ dày lớp mạ, cho phép tính toán độ dày với độ chính xác rất cao
- Phương pháp điện hóa (Electrochemical): bằng cách đo lượng điện tích (dòng điện nhân với thời gian) đã sử dụng để hòa tan lớp mạ, có thể tính toán độ dày lớp mạ dựa trên định luật Faraday về điện phân
- Phương pháp quang học (Optical Microscopy): bằng cách sử dụng độ phóng đại cao và phần mềm đo lường, có thể xác định chính xác độ dày của lớp phủ, cũng như quan sát cấu trúc vi mô, khuyết tật hoặc sự bám dính giữa các lớp
So sánh các phương pháp đo chiều dày lớp mạ
|
Phương pháp |
Nguyên lý |
Phạm vi đo |
Độ chính xác |
Ưu điểm |
Nhược điểm |
Ứng dụng |
|
Cảm ứng điện từ (Magnetic Induction) |
Dựa trên hiện tượng cảm ứng từ khi đo lớp mạ trên bề mặt vật liệu sắt từ |
Lớp phủ mạ trên các bề mặt sắt, thép |
Cao (±1-2 µm) |
- Đo nhanh, dễ sử dụng - Không cần tiếp xúc với bề mặt - Phù hợp với lớp phủ mạ sắt, thép |
- Không đo được lớp phủ trên vật liệu không sắt - Cần thiết bị hiệu chuẩn |
Kiểm tra lớp phủ sơn, mạ trên bề mặt sắt, thép |
|
Dòng xoáy (Eddy Current) |
Dựa trên sự thay đổi dòng điện cảm ứng trong vật liệu khi có lớp mạ |
Lớp phủ trên vật liệu dẫn điện |
Cao (±1-3 µm) |
- Đo được trên vật liệu không sắt - Không làm hư hại bề mặt - Có thể đo đồng thời độ dày và tính chất vật liệu |
- Không đo được trên vật liệu cách điện - Cần hiệu chuẩn cho từng loại vật liệu |
Kiểm tra lớp phủ trên kim loại không sắt (nhôm, đồng, v.v.) |
|
Siêu âm (Ultrasonic) |
Dựa trên sóng siêu âm phản xạ từ bề mặt lớp mạ |
Lớp phủ trên vật liệu dày và phức tạp |
Cao (±1-10 µm) |
- Đo được trên vật liệu có độ dày lớn - Đo được lớp phủ trên nhiều loại vật liệu khác nhau |
- Cần tiếp xúc vật lý - Yêu cầu độ chuẩn bị bề mặt tốt - Tốn thời gian cho việc hiệu chuẩn |
Kiểm tra lớp phủ mạ trên vật liệu dày, ngành dầu khí, hàng hải |
|
X-ray (X-ray Fluorescence - XRF) |
Dựa trên việc phân tích sự phát xạ tia X khi chiếu vào vật liệu |
Lớp phủ trên hầu hết các vật liệu |
Cao (±2-5 µm) |
- Đo nhanh và không phá hủy - Đo được các thành phần lớp phủ (mạ kim loại) |
- Chi phí cao - Yêu cầu thiết bị phức tạp - Bảo trì cao |
Đo lớp phủ mạ kim loại, trong các ứng dụng nghiên cứu và công nghiệp |
|
Điện hóa (Electrochemical) |
Dựa trên sự thay đổi của điện thế khi dòng điện đi qua lớp mạ |
Lớp phủ mạ trên vật liệu kim loại |
Trung bình (±3-10 µm) |
- Đo đơn giản và rẻ tiền - Đo được lớp phủ mạ vàng, bạc, đồng |
- Cần tiếp xúc với vật liệu - Đo được lớp mạ mỏng hơn và không thể đo cho lớp phủ dày |
Kiểm tra lớp mạ trên các vật liệu kim loại, ứng dụng trong ngành điện tử |
|
Quang học (Optical Microscopy) |
Dựa trên việc quan sát và đo độ dày lớp phủ qua kính hiển vi |
Lớp phủ mạ mỏng |
Cao (±1-3 µm) |
- Đo trực tiếp và chính xác - Dễ dàng kiểm tra kết cấu lớp phủ |
- Chỉ áp dụng cho lớp mạ mỏng - Cần chuẩn bị mẫu kỹ lưỡng - Thời gian đo lâu |
Kiểm tra lớp phủ mỏng, ứng dụng trong nghiên cứu vật liệu và kiểm tra chất lượng sản phẩm |