ضخامت پوشش
ضخامت پوشش تاثیرات زیادی بر روی عملکرد پوشش آبکاری به ویژه در برابر اثرات خوردگی و سایش دارد . دراین بخش به بررسی نکات مربوط به ضخامت پوشش می پردازیم .
ضخامت پوشش ممکن است به عنوان ضخامت محلی (ضخامت در یک محدوده خاص ) یا ضخامت متوسط مشخص شود .به طور کلی اندازه گیری ضخامت
متوسط برای قطعات کوچک به ویزه در اثر پوشش دهی با بارل مشخص می شود.
روش های اندازه گیری ضخامت به دو دسته تقسیم می شود : 1) مخرب 2 ) غیر مخرب
روش های مخرب اندازه گیری ضخامت شامل : 1) بررسی میکروسکوپی مقطع عرضی 2) کولومتری 3) روش STEP
4)روش میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM
بررسی میکروسکوپی مقطع عرضی در استاندارد ISO 1436 شامل تقسیم بندی بخش های آبکاری شده پایه ، پردات کاری و H کاری با استفاده از روش های متالوگرافی استاندارد می باشد .سپس اندازخ گیری ضخامت پوشش با کمک یک میکروسکوپ نوری انجام می شود . این روش وقت گیر است ، اما دقت بسیار بالایی دارد و اغلب به عنوان یک روش مرجع در موارد اختلاف مشخص می شود . این روش همچنین باعث تشخیص و اندازه گیری ضخامت لایه های مختلف پوشش های کامپوزیتی می شود . روش کولومتری در استاندارد ISO 2171 مشخص شده است . این روش شامل تجهیزاتی است که نهایتا منجرمی شود ، یک ناحیه کوچک و مشخص از پوشش آبکاری شده ، آب برداری شود . این فرآیند به صورت الکتروشیمیایی بوده و پوشش قطعه هدف به صورت آندی قبل از نفوذ ماده به فلز پایه با یستی حل شود . در انی فرآیند جریان و زمان انحلال کامل ثبت شده و با استفاده از روابط ریاضی پی به ضخامت پوشش می برند . برای اطلاع از زمان تکمیل لایه برداری به عدد ولتاژ باید توجه کرد . در هنگام نفوذ ماده الکترولیت به فلز پایه ، با یک تغییر در ولتاژ مواجه می شویم که این تغییر ناگهانی بیانگر نفوذ است . ابزار های تجاری و قابل فروش برای خواندن مستقیم ضخامت پوشش که برخلاف بسیاری از ابزار های غیر مخرب ، ضخامت نیکل را بر روی اکثر بستر ها اندازه گیری می کنند ، وجود دارد . روش STEP در واقع یک صلاحی بر روش کولومتری است . در واقع در این روش مزمان ضخامت پوشش و پتانسیل بین لایه های پوشش اندازه گیری می شود . در این قسمت با یک سوال اساسی رو به رو می شویم . و آن سوال این است ، چرا اختلاف پتانسیل بین لایه های نیکل ترسیب شده وجود دارد ؟برای پاسخگویی به این سوال ، یک صفحه کاتد که در یک محلول الکترولیت غوطه ور شده است را در نظر بگیرید . فرض کنید در سطح کاتد که در یک محلول الکترولیت غوطه ور شده است را در نظر بگیرید. فرض کنید در سطح کاتد 100 عدد الکترون وجود دارد و در محلول و نزدیکی کاتد 50 عدد یون نیکل وجود دارد. اگر بازده کاتدی را 100 درصد در نظر بگیریم ، با برقراری جریان الکتریکی طولی نمی کشد که یون های نیکل در اطراف کاتد بر روی کاتد رسوب کرده و لایه اول نیکل شکل می گیرد . به این ترتیب هم الکترون های سطح کاتد و یون های نیکل در نزدیکی کاتد به عبارتی تمام می شوند. در اینجا باوجود اینکه الکترون در سیستم در گردش است ، ولی سطح کاتد نیروی زیادی برای جدب کاتیون های دورتر نخواهد داشت زیرا تعداد الکترون کمی بر روی سطحش باقی مانده است و نیروی جاذبه الکترواستاتیکی ضعیفی حاکم است. بنابراین یک اختلاف پتانسیل در سیستم بین آند و کاتد به جود می آید که باعث می شود رکتی فایر جریان بیشتری را به کاتد تزریق کند تا با منفی تر شدن بارالکتریکی کاتد یون های مثبت با شتاب بیشتری از مناطق دورتر به منطقه نزدیک کاتد نفوذ کرده و بر روی سطح کاتد ترسیب شوند . به این ترتیب لایه های دیگر هم رسوب می کنند .بنابراین اختلاف پتانسیل بین لای های نیکل یک امر بدیهی است .
روش STEP در مورد عملکرد خوردگی اهمیت دارد. برای نیکل دو لایه ، اختلاف پتانسیل بین لایه های نیمه براق و براق به طور کلی بین 15تا 200 مگا وات می رسد و آزمون STEP در استاندارد B764 شرح داده شده است .
روش SEM ( میکروسکوپ الکترونی روبشی ) در استاندارد ISO 9220 شرح داده شده است . روش های غیر مخرب اندازه گیری ضخامت ، آزمون های غیر مخرب شامل مزایای متعددی از جمله عدم تخریب قطعه و پوشش و سرعت بالای فرآیند است . مواردی که بیشتر برای پوشش های نیکل قابل استفاده هستند بر اساس موارد زیر است : 1) نیرو مغناطیسی 2) القای مغناطیسی 3) اسپکترومتری اشعه ایکس 4) ذرات بازتابی بتا
لارم به ذکر است که تغییرات خواص فیزیکی به بسیاری از نتایج روش های غیر مخرب تاثیر می گذارد . به همین دلیل ممکن است لازم باشد استاندارد های کالیبراسیون با استفاده از همان محلول نیکل بر روی همان بستر تهیه گردد . روش های غیر مخرب معمولا بر پایه روش روش های مغناطیسی است . دستگاه های مورد استفاده در این روش ها ، میزان جاذبه مغناطیسی میان مغناطیس مداوم وفلز پایه را که به وجود پوشش بستگی پیدا می کند و یا مقاومت شار مغناطیسی عبوری از جسم ( متشکل از فلز پایه و پوشش ) را تعیین می کند . اندازه گیری ضخامت با استفاده از روش اشعه ایکس گرچه گران است ، اما بسیار ارزشمند است . در این روش ، از انتشار و جذب اشعه ایکس ،برای اندازه گیری ضخامت استفاده می شود. اشعه ایکس تولید شده ، به ناحیه مشخصی از سطح نمونه حاوی پوشش ، برخورد داده می شود و شدت اشعه ثانویه انتشار یافته توسط پوشش و یا جسم پایه ، که به علت وجود پوشش تضعیف شده است ، اندازه گیری می شود . بین شدت اشعه ایکس و ضخامت پوشش ، رابطه ای برقرار می باشد ، که این ارتباط با استفاده از نمونه های استاندارد ، برای کالیبراسیون دستگاه بدست می آید . ابزار هایی که بر اساس بازتاب ذرات بتا هستند تنها برای اندازه گیری پوشش نیکل در بستر های خاص مناسب می باشند. با این وجود ، به طور گسترده این روش ها برای اندازه گیری ضخامت طلا بر روی نیکل کاربرد دارند. دستگاه های اندازه گیری در این روش با رادیو ایزوتوپ هایی که ساطع کننده اشعه بتا بوده و نیز آشکار سازهایی که شدت اشعه بتا بازگشتی از نمونه مورد آزمون را اندازه گیری می کند ، مجهز می باشند . شدت اشعه بتا ، بین مقادیر شدت اشعه برگشتی از پوشش و شدت اشعه برگشتی از فلز پایه قرار دارد . این اندازه گیری صرفا هنگامی که عدداتمی ماده پوشش از عدد اتمی جسم پایه به قدر کافی متفاوت باشد، کاربرد دارد . با اندازه گیری شدت اشعه برگشتی بتا ، از نمونه مورد آزمون ، جرم واحد سطح با ضخامت ، نسبت مستقیم دارد.استاندارد بین المللی ISO 1456:2009 نیز یک مرجع مناسب برای اندازه گیری ضخامت را بررسی می کند.
