1.7 Порядок выполнения работы
Получить опытные образцы, предназначенные для нанесения покрытия и образцы с покрытиями, полученными различными методами. Макро и микроскопическим методом определить чистоту подготовленной к нанесению покрытия поверхности, оценить влияние способа очистки на качество зоны сплавления и адгезионную стойкость покрытия.
1.8 Контрольные вопросы
От чего зависит величина адгезии.
Перечислите методы очитки поверхности.
Дать определения, что такое шлифование,полирование, крацевание, пескоструйная обработка.
Дать определения основных понятий химической и электрохимической очистки.
Описать метод ультразвуковой очистки.
Перечислите органические растворители, применяемые при ультразвуковой очистке.
Описать метод ионно-плазменной очистки.
1.9 Содержание отчета
1.9.1 Цель работы.
1.9.2 Описание методов и конструкций приборов для выполнения предварительной очистки деталей перед нанесением покрытия.
1.9.3 Отображение результатов эксперимента с изложением технологического процесса подготовки изделия к нанесению покрытия.
1.9.4 Выводы.
1.9.5 Ответы на контрольные вопросы.
2 Лабораторная работа № 2 Методы определения толщины
покрытий 2.1 Цель работы
Изучить различные методы определения толщины покрытий, полученных различными способами. Получить практические навыки работы, по определению толщины покрытий инструмента.
2.2 Общие сведения
Наряду с химическим составом, структурой, твердостью, адгезионной прочностью, шероховатостью и пористостью покрытия решающую роль зачастую играет его толщина. Кроме того, толщина слоя является основным критерием при приемке покрытия или изделия в целом. Существующие методы измерения толщины покрытия постоянно совершенствуются, а область их применения расширяется; разрабатываются также новые методы.
2.3 Неразрушающие методы
2.3.1 Радиометрические методы
Радиометрические методы основаны на использовании способности радиоактивных излучений вступать во взаимодействие с материалом. Эффектами, сопровождающими этот процесс и представляющими интерес для измерения толщины покрытий, являются обратное рассеяние и поглощение излучения, а также возбуждение атомов, вызывающее их собственное излучение.
Метод, основанный на измерении обратного рассеяния. При внедрении пучка радиоактивных частиц в материал, их рассеяние происходит во всех направлениях. Доля частиц, отраженных под углом 180 ° (обратно рассеянных), в том методе используется в качестве меры толщины рассеивающего слоя та так называемая интенсивность обратного рассеяния в случае применения определённого источника излучения (радиоизотопа) и постоянной геометрии датчиков зависит от порядкового номера вещества в периодической системе и толщины измеряемого покрытия
(рисунок 2.1).
1 – источник излучения; 2 – материал покрытия; 3 – основной материал;
4 – детектор излучения; 5 – измерительный прибор.
Рисунок 2.1 – Схема измерения толщины покрытия, основанного на
измерении обратного рассеяния
Метод, основанный на измерении обратного рассеянии, применим для всех комбинаций материалов, для которых порядковые номера основного материала, п - материала покрытия достаточно отличаются друг от друга. Ориентировочно принимают, что должно выполняться условие Zо - Zп > 3.
Так как при этом порядковый номер материала покрытия может быть, как больше гак и меньше порядкового номера основного материала, интенсивность обратного рассеяния, фиксируемая при измерениях, увеличивается или уменьшается при увеличении толщины покрытия.
В зависимости от материала покрытия и источника излучения толщина слоя, измеряемая с помощью этого метода с наименьшей погрешностью, составляет до
1500 мкм. При средней погрешности измерений ±4% этот метод, применяемый как для непрерывных, так и дискретных измерений, относится к самым точным методам.
2.3.2 Методы, основанные на измерении поглощения
При прохождении излучения через материал его интенсивность падает за счет поглощения. Ослабление излучения, имеющего первоначально определенную энергию, зависит от свойств и толщины материала и изменяется по определенному закону.
В качестве меры толщины облучаемого материала используют интенсивность ослабленного излучения. Каждому материалу покрытия соответствует свой коэффициент ослабления на калибровочной кривой.
Если толщина основного материала достаточно постоянна, то толщину покрытия можно определить за одну операцию. В ином случае измерение необходимо проводить в два этапа (так называемый разностный метод). На первом этапе измеряют толщину основного материала до нанесения покрытия, а на втором толщину материала с покрытием в этом же месте (рисунок 2.1).
1 – источник излучения; 2 – материал покрытия; 3 – основной материал;
4 – детектор излучения; 5 – измерительный прибор.
Рисунок 2.2 – Схема измерения толщины покрытия, основанного на измерении
поглощения
Метод, основанный на измерении поглощения, можно использовать при любой комбинации материалов. Погрешность измерений составляет примерно от ±3 г
до 10 г в зависимости от материала Метод можно использовать как для непрерывных, так и дискретных измерений.
2.3.3 Рентгенофлуоресцентный метод
Еще одним эффектом, все чаще используемым для измерения толщины покрытия, является возбуждение атомов с помощью β- или квантового излучения (рентгенофлуоресценция), характеристического для соответствующего элемента. Интенсивность эмиссии при прочих равных условиях зависит от числа м излучающих атомов, т. е. от толщины слов.
В зависимости от свойств и качества обоях материалов измерения можно проводить при возбуждении атомов того или другого из них. В случае возбуждения атомов материала покрытия мерой толщины слоя является только интенсивность флуоресцентного излучения. При возбуждениях же атомов основного материала толщину слоя оценивают по поглощению флуоресцентного излучения основного материала.
Этот метод особенно пригоден для измерения толщины очень тонких покрытий, примерно до 10 мкм. При этом должно выполняться условие Zо -Zп > 1. Диаметр поля измерения должен быть не менее 10 мм (рисунок 2.3).
1 – источник и изучения; 2 – материал покрытия; 3 – основной материл;
4 –детектор излучения; 5 – измерительный прибор.
Рисунок 2.3 – Схема измерения толщины покрытия рентгенофлюоресцентным
методом
Погрешность измерений этим методом в большинстве случаев несколько ниже, чем при использовании метола, основанного на измерении обратного рассеяния. Рентгенофлюоресцентный метод позволяет проводить измерения, как в непрерывном, так и в дискретном режиме.
|
Скачать 6.14 Mb.