金属涂层厚度检测的常见方法和案例分析

作者：广东华南检测发布时间：2024-09-27

金属材料镀层厚度的检测是一个重要的质量控制环节，它可以确保镀层的厚度达到设计要求，从而保证产品的性能和寿命。以下广东省华南检测技术有限公司给您介绍镀层厚度常见分析方法和金属材料镀层厚度检测案例。

1.镀层厚度作用

金属材料涂层厚度在金属防护和装饰方面起着至关重要的作用，具体体现在：

防护性：涂层为金属材料提供了一层保护层，防止其与腐蚀介质（如水、氧气、化学物质等）直接接触，从而减缓或阻止金属的腐蚀。涂层厚度越大，其防护性能通常也越强。

装饰性：涂层可以改善金属材料的外观，赋予其丰富的色彩和质感，满足人们对美的追求。

耐磨性：涂层可以增加金属表面的硬度，提高其耐磨性，延长金属材料的使用寿命。

2.镀层厚度常见分析方法

1. 金相测厚（金相法）

金相测厚是一种适用于测量厚度1μm的金属膜层的方法。该方法通过金相显微镜对镀层厚度进行放大，以便准确的观测及测量。参考标准包括GB/T6462、ISO1463和ASTMB487。

2. X射线荧光测厚（XRF法）

X射线荧光测厚是一种广泛适用于电镀应用的方法。该方法通过X射线光谱测定覆盖层厚度，基于一束强烈而狭窄的多色X射线与基体和覆盖层的相互作用，这种相互作用产生离散波长和能量的二次辐射，这些二次辐射具有构成覆盖层和基体元素特征。参考标准包括GB/T16921和ISO3497。

3. SEM测厚（扫描电子显微镜法）

SEM测厚是一种适用于测量厚度0.01μm~1mm的金属或非金属膜层的方法。该方法使用扫描电子显微镜(SEM)，配备能谱附件(EDS)的SEM设备可以确定每一层膜层的成分。参考标准包括JB/T7503和ISO9220。

4. X射线光电子能谱仪(XPS法)

XPS法是一种适用于测量纳米级厚度的膜层的方法。XPS设备可以测试样品极表面的元素成分，可以在样品室内直接对样品表面进行溅射，可以去除指定厚度(纳米级)的表层物质，这两个功能结合使用就可以测量出纳米级膜层的厚度。参考标准包括ASTMB748。

3.金属材料检测案例

电饭锅含氟有机涂层案例1

收到某A品牌电饭锅样品，根据要求检测内胆内壁是否存在涂层。华南检测通过SEM检测，EDS分析,TOF-SIMS分析方法结果如下：

1.SEM检测

将样品切割后镶嵌制样，研磨抛光并腐蚀处理后观察截面形貌，可见样品存在涂层，厚度约为0.191μm，见下图：

2.EDS检测

由表面EDS结果，样品表面Cr含量明显高于SUS304基材成分，此外还检测到大量N元素，样品表面应存在氮化铬涂层。

3.TOF-SIMS检测

由TOF-SIMS检测结果，样品表面有明显的氟类化合物，除了氟类化合物外，还探测到Na/K/Si等元素。含氟有机物峰参看下面正负离子碎片峰有：19-F-, 38-F2-, 39-F2H-, 85-COF3-, 97-C2OF3-,113-C2O2F3-, 116-C2OF4-, 135-C2OF5-, 163-C3O2F5-; 12-C+, 31+CF+, 47-CFO+, 50-CF2+, 69-CF3+, 97-C2OF3+, 100-C2F4+, 119-C2F5+。（含氟碎片峰在谱图中红色箭头标注）。

4、综合分析

电饭锅内胆内壁应存在涂层，底层应为氮化铬涂层，厚度约为0.191μm，表层还存在较薄的含氟有机涂层。

电饭锅不含氟有机涂层案例2

收到某B品牌电饭锅样品，根据要求检测内胆内壁是否存在涂层。华南检测通过SEM检测，EDS分析,TOF-SIMS分析方法结果如下：

1.SEM检测

将样品切割后镶嵌制样，研磨抛光并腐蚀处理后观察截面形貌，未见涂层，见下图：

2.EDS检测

由表面EDS结果，样品表面成分符合SUS316成分标准，未检测到其它异常元素。

3 TOF-SIMS检测

切取HN202311060004-1#样品进行TOF-SIMS检测，由TOF-SIMS检测结果，在样品表面检测到Na, K, Al, N, Cl, SOx, POx, 硅氧烷, 碳氢类物质, 含O有机物和极少量含F有机物（少量含氟有机物可忽略不计）。

*含F有机物: 12-C+, 31-CF+, 19-F- （红色箭头在谱图中标注）

*硅氧烷: 28-Si+, 73-SiC3H9+, 147-Si2OC5H15+, 75-SiO2CH3-, 89-SiOC3H9-, 149-Si2O3C3H9-, 163-Si2O2C5H15-

*含O有机物: 41-C2HO-, 45-CHO2-, 58-C2H2O2-, 59-C2H3O2-, 71-C3H3O2-

*碳氢类物质: 41+/43+/55+/57+/69+/81+/83+/91+/95+/97+

4、综合分析

综上所述，推测样品表面不存在涂层。

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广东省华南检测技术有限公司简介

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