库仑法

使用库仑计测量涂层厚度。

库仑法是测定涂层厚度最简单、最古老的方法之一,也是电化学分析方法之一。库仑计使用法拉第定律来测定涂层厚度。它适用于任何基底材料上的许多金属涂层。特别是对于多层系统,库仑测量法通常是 X 射线荧光法的经济有效的替代方法。

这就是库仑法的工作原理。

库仑测量法与镀锌过程相反。在库仑法涂层厚度测量中,金属层被恒定电流溶解。

测量是通过一个充满电解液的测量池进行的。这个微型槽放置在涂层上,槽口有一个确定的区域。在电解液和直流电的作用下,涂层中的金属原子以阳离子的形式进入溶液,并迁移到测量池的阴极。

当整个涂层脱落,电解液到达下层材料(基底材料或另一层)时,电阻会增加,从而产生可测量的电压跃变,测量自动结束。

根据溶解过程所需的时间,可以通过法拉第定律计算出涂层厚度。

使用 STEP 进行全面控制 - 同时测定厚度和电化学势

在汽车制造中经常会用到由多个镍层叠加而成的复杂涂层。这些涂层系统的目的一方面是为装饰部件提供必要的高光泽度,另一方面是提高耐腐蚀性。

STEP 测试方法早已根据 ASTM B764 和 DIN EN 16866 标准化,作为检测此类镍涂层系统各层的测量方法。

与传统的库仑计法不同的是,电极电位的变化是通过一个额外的银电极来记录的。该电极的灵敏度足以检测出各镍层之间的微小电位差。在这里,层厚度和电位差是通过电极电位的变化(电压-层厚度曲线)手动确定的。电位跃迁后仪器不会关闭,因此可以在一次运行中测量多个层。

这个过程在哪里使用?

  • 不同基材上的金属镀层(铝、铜、镍、金、银)
  • 电镀涂层
  • 多层镀层系统,如铁或塑料基底(ABS)上的铬/镍/铜镀层
  • 通过阶跃测试进行多层镍涂层(多孔/光亮/半光亮)

哪些因素会影响测量结果?

与所有方法一样,库仑测量法也会受到一些因素的影响。

  • 电解质成分

      一方面,电解液的成分必须与基体材料和要溶解的涂层相匹配。其次,在涂层很厚或重复测量时,电解液可能会消耗掉。

  • 测量点

      为尽量减少误差,应避免测量点受到污染。最好在测量前对测量点进行轻微蚀刻,以去除任何氧化层。如果测量点离样品边缘太近,边缘效应会使结果失真。测量结束后,还应检查氧化层是否脱落干净。

      还应检查测量点是否有泄漏。如果测量点不平整,或者测量池靠近弯道或曲线,电解液可能会漏出(甚至滴出几滴),导致分辨区域增大,从而得出不正确的结果。

      环形密封圈的磨损、接触压力的变化以及测量点受到的其他影响导致测量点发生变化,都会造成测量误差。

这里采用的是哪种标准?

库仑计法,符合 DIN EN ISO 2177 标准