اندازه گیری ضخامت پوشش
دربخش قبل به بررسی دو مورد از تست ها و آزمایش های پوشش های حاصل از آبکاری که شامل مشاهدات عینی و ترکیب شیمیایی پوشش می باشد پرداختیم و در این بخش به بررسی اندازه گیری ضخامت پوشش می پردازیم .
اندازه گیری ضخامت پوشش : از انجا که عمر پوشش و دوام آن به ضخامت بستگی دارد ، مگر آنکه پوشش کاملا در محیط های خورنده بی اثر و مصون باشد لذا لازم است با یکی از روش های ضخامت پوشش تعیین شود . اگر ضخامت فلز پایه را دقیقا بدانیم و ضخامت پوشش هم به حد کافی باشد می توانیم با وسایل عادی مانند میکرومتر ضخامت پوشش را تعیین کنیم . به هر حال این روش را معمولا در مورد پوشش های ضخیم در مهندسی می توان به کاربرد و اکثر پوشش هایی که برای کنترل خوردگی به کار می روند ضخامتشان در مقایسه با ضخامت فلز پایه بسیار ناچیز است و حتی اگر روش اندازه گیری مستقیم ضخامت میسر باشد نتیجه دقت کافی ندارد . ایده ال است که ضخامت پوشش را با روش های غیر مخرب اندازه بگیریم تا پوشش تخریب نشود و بعد از آزمایش قطعه را بتوان به کار برد . معمولا این کار همیشه ممکن نیست وقتی که باید از آزمایش های مخرب استفاده شود لازم است نمونه هایی از اجزای هر ارتی را آزمایش کرد و یا قسمتی را که بر اثر آزمایش خراب شده است تعمیر کرد . همچنین باد توجه داشت که نتایج بدست آمده معرف تغییرات ضخامت پوشش در نواحی مختلف نمونه باشد . برخی روش های تعیین ضخامت پوشش و کاربرد های آن را در ادامه بررسی می کنیم .
روش های مغناطیسی : ضخامت یک پوشش غیرمغناطیسی روی قطعه ای مغناطیسی و یا پوشش های الکترولیزی نیکل را روی قطعات مغناطیسی و غیرمغناطیسی با استفاده از وسایلی شامل یک آهنربا دائمی و یا یک الکترومغناطیس می توان تعیین کرد . این دستگاه یا نیروی لازم برای غلبه بر جاذبه مغناطیسی بین آهنربا و فلز را اندازه گیری می کند و این نیرو تحت تاثیر پوشش قرار میگیرد ویا میزان عبور یک الگوی مغناطیسی را که از ترکیب فلزی عبور می کند اندازه گیری می کند . در موقع کاربرد لارزم است که دستگاه را با استفاده از استاندارد هایی که به همان صورت فلز پایه - پوشش مورد آزمایش هستند درجه بندی کنیم . دقت کار به سطح فلز پوشیده شده بستگی دارد و به طراحی و اعمال سوزن های مغناطیسی خاص و به فلز زمینه و خواص مغناطیسی آن بستگی دارد . به جز در مورد پوشش های بسیار نازک (کمتر از 5 میکرون ) دقت عمل 10 درصد است و ماکزیمم دامنه پوشش قابل اندازه گیری به استحکام میدان مغناطیسی بستگی دارد . این روش های اندازه گیری ضخامت بر اساس استاندارد های ISO 2168 و ISO 2361 هستند .
روش جریان ادی : این روش براساس دستگاهی است که در آن جریان ادی بر اثر اختلاف در قابلیت هدایت الکتریکی بین پوشش و فلز اصلی اندازه گیری می شود . این روش مخصوصا برای اندازه گیری ضخامت پوششهای فلزی روی سطوح غیر فلزی و یا پوششهای غیر فلزی روی سطوح فلزی به کار می رود. برای مثال پوشش های اکسید آندی روی آلمینیوم ویا رنگ ها و لاک ها روی فلزات دقتی بیشتر از ده درصد دارد. این روش را با احتیاط می توان برای برخی از کامپوزیت ها تماما فلزی، وقتی که قابلیت هدایت الکتریکی پوشش و فلز پایه به حد کافی با هم فرق دارد ، به کاربرد لیکن در این صورت کار باید با دقت زیادی انجام شود، در هر صورت درجه بندی با ضخامت های استاندارد انجام می شود .
روش اسپکترومتری با اشعه X : اگر یک کامپوزیت فلزی تحت تاثیر اشعه ایکس قرار گیرد طول موج اشعه ثانویه حاصل به اجزای موجود در پوشش و فلز پایه بستگی دارد . با استفاده از یک اسپکتروتر تک بلور می توان مشخصات و ویژگی های خاص هر فلز را از روی اندازه گیری چگالی خاص آن فلز با روش های الکترونیکی شمارش ضربان تعیین کرد . چگالی اندازه گیری شده به ضخامت پوشش بستگی دارد .دو روش برای اندازه گیری هست ، در روش اول مقدار نشر - خروج اشعه ثانویه فلز پوشش را اندازه می گیرند که به ازدیاد ضخامت پوشش تا میزان حدی این مقدار زیاد می شود . در روش دوم مقدار نشر از فلز پایه را اندازه گیری می کنند این مقدار با ازدیاد ضخامت پوشش کاهش می یابد ( تا ضخامت حدی پوشش ) و بعد از آن تنها یک مقدار ثابت ، مینیمم زمینه ، اشعه پراکنده شدن از فلز پوشش اندازه گیری می شود . در هر دو روش حد ضخامتی که می توان اندازه گیری کرد به عدد اتمی فلز پوشش و منحنی های ضخامت - شدت بستگی دارد و باید دستگاه را با استادارد های شناخته شده این روش درجه بندی کرد . عوامل زیادی در دقت تاثیر دارند لیکن اگر توجه بشود دقتی حدود 10 درصد می توان بدست آورد و مقدار ضخات حدی برای نیکل 10 میکرون و دامنه ماکزیمم دقت 0.25 تا 7.5 میکرون است . تمام سیستم های فلز پایه \پوشش به کار می روند ، همچنین سیستم های چند پوششی به کار می رود . استاندارد های اندازه گیری با اشعه ایکس مطابق ASTM B 568-72 است .
استفاده از اشعه بتا : در این روش مجددا ضخامت پوشش را با استفاده از دستگاهی که در آن یک رادیو ایزوتوپ اشعه های بتا را که از اتم های پوشش برگشته اند نشر می دهد اندازه می گیرند . شدت این اشعه با عدد اتمی پوشش و با مقدار ضخامت آن تغییر می کند .شدت اشعه را با شمارنده اندازه گیری می کنند و از روی مننی شدت -ضخامت مقدار ضخامت را تعیین می کنند. منحنی روی گراف تا یک ضخامت معینی خطی و بعد از آن لگاریتمی و پس از (ضخامت حدی ) آن سهمی گون می شود . ضخامت اشباع یا حدی با کاهش عدد اتمی پوشش زیاد می شود و برای فلزاتی نظیر طلا (با عدد اتمی زیاد ) 50 میکرون و برای مس (عدد اتمی کم ) 300 میکرون است . دقت کار به دستگاه و عدد اتمی فلز پوشش بستگی دارد و حداقل باید اختلاف عدد اتمی فلز پوشش و پایه 5 باشد تا بتوان از این روش استفاده کرد . در مورد پوشش های مرکب مثل Cr ، Ni ، Cu که عدد اتمی آن ها نزدیک به هم است ، فقط با این روش کل ضخامت را اندازه گیری می کنند .
روش میکروسکوپ نوری : اگر یک اشعه تک رنگ از یک میکروسکوپ ابژکتیو روی یک سطح فلزی قابل انعکاس و با زاویه 45 درجه تابیده شود و اشعه برگشتی را با یک لنز دیگر بگیرند ، چگوگی اشعه های برگشتی به ناهماهنگی سطح بستگی دارد و اگر بخشی از پوشش زدوده شود از روی موج برگشتی ضخامت پوشش تعیین می شود .در مورد پوشش های شفاف ، نظیر پوشش های غیر فلزی روپوشهای اکسیدی روی Al ، انعکاس از فلز پایه و پوشش است و نیاز به زدودن پوشش نیست و روش غیر مخرب است ولی درمورد پوشش های تیره نظیر پوشش های فلزی یا پوشش غیر فلزی رنگی باید پوشش را زدود و روش تا حدی مخرب است . این روش را برای هر پوششی می توان به کاربرد ، و باید پوشش را از روی سطح فلز پایه زدود ، بدون تخریب بیشتر و تا پوشش های با ضخامت تا 5 میکرون قابل اجراست ، میزان دقت به حساسیت دستگاه و سیستم اپتیکی بستگی دارد و حدود 10 درصد است.
