کاربردهای خاص
تمامی روشهای انداهگیری ضخامت پوشش به اندازه اندازهگیری ضخامت پوشرنگ روی فولاد آسان نیستند. پوشش متشکل از رنگی است که بر روی ورق فولاد گالوانیزه قرار داده میشود، که گاهی به آن پوشش دوگانه گفته میشود و از آن در صنعت خودروسازی استفاده میشود. ضخامت لایههای رنگ و ورق گالوانیزه مهم است. ضخامت روی مورد استفاده در ساخت بدنه خودرو بین صفر تا 10 میکرون است و ضخامت رنگ مورد استفاده حداکثر تا 150 میکرون است.
پوشش دادن گالوانیزه توسط شرکت سازنده ورق فلز به روش گالوانیزه گرم یا به روش الکتروگالوانیزه انجام میشود. اگر ضخامت پوشش روی یکنواخت باشد، میتوان به کمک یک ابزار اندازهگیری ضخامت پوشش از نوع القای مغناطیسی، ضخامت پوشش رنگی قرار داده شده را اندازهگیری نمود. برای این کار کافی است که یک مقدار ثابت از مقدار قرائت شده کسر شود.
اما هنگام تشکیل ورق، ضخامت روی تغییر میکند. در هنگام تشکیل ورق، خم شدن شدید ممکن است سبب ایجاد موج و حتی خراش در بعضی مناطق شود. این کار میتواند ضخامت ورق را بین 3 تا 9 میکرون تغییر دهد و گاهی اوقات سبب از بین رفتن کامل پوشش شود.
ممکن است در هنگام ترمیم ناحیهای از ورق که دچار نقص در پوشش به دلیل سمباده کاری و یا پوشرنگ شده است، شرایط مشابهی ایجاد شود. در این حالت پوشش روی سمباده زده میشود که در صورت استفاده از دستگاه اندازهگیری ضخامت میتوان مشاهده کرد که ضخامت رنگ به وضوح کاهش یافته است. این امر نه تنها هنگام بازرسی مشکلساز است، بلکه در کیفیت پوشرنگ کاتافورزی نیز اهمیت دارد، زیرا ضخامت آن معمولا 20 میکرون است. وجود خطای 5-6 میکرونی در اندازهگیری ضخامت در هنگام کاهش پوشش روی، فراتر از حد مجاز است.
به عنوان مثال دستگاه Phascope PMP10 Duplex شرکت ما میتواند ضخامت رنگ را به صورت مستقل از ضخامت روی اندازهگیری کند. دقت و تکرارپذیری اندازهگیری ضخامت روی توسط این دستگاه در حد چند ده نانومتر است، که این مقدار برای اندازهگیری ضخامت رنگ کمتر از 5/0 میکرون است.
برخی از خودروسازان به منظور کاهش وزن خودرو از مقدار بیشتری از ورق آلومینیوم در اجزای غیر مرتبط با ایمنی در بدنه خودرو استفاده میکنند. اندازهگیری ضخامت پوشش یک آلیاژ آلومینیومی با استفاده از یک دستگاه دارای جریان گردابی و مطابق با استاندارد انجام میشود. این دستگاه بدون دخالت انسان (ممکن است حتی اپراتور نداند که جنس قطعات از فولاد یا آلومینیوم است)، بلافاصله پس از تماس پروب با قطعه بطور خودکار روش دوگانه یا جریان گردابی را انتخاب میکند و دادههای مربوط به ضخامت را به گونهای ذخیره میکند که امکان ارزیابی ساده توزیع رنگ بدون توجه به نوع ورق فلز امکانپذیر است.
سایر روشهای اندازهگیری ضخامت
روشهاي ديگري جهت اندازهگيري ضخامت پوشش به خصوص در صنايع خودروسازي وجود دارد. اين روشها شامل كولومتري، بازتاب سنجي اشعه بتا، و فلورسانس اشعهX است.
روش كولومتري كاربردهاي مهم فراواني دارد که میتوان به پوششهاي دولايه نيكل در صنعت خودروسازی اشاره نمود. اين روش شامل تعيين وزن يك سطح از پوشش فلزي از طريق عریان سازی آندي موضعي پوشش و محاسبه ضخامت بر اساس وزن واحد سطح است.
اندازهگيري ضخامت به کمک يك سلول الكتروليز كه از يك الكتروليت مخصوص براي عریان سازی پوششهاي خاص پر شده است، انجام ميشود. در اين روش از يك جريان ثابت براي جدا سازي لايه پوششي روي قطعه كه به عنوان آند عمل میکند، در داخل سلول الکترولیز استفاده ميشود. با فرض ثابت بودن چگالي جريان ثابت و مساحت سطح قطعه، ضخامت پوشش متناسب با زماني كه طول ميكشد تا پوشش جدا شود خواهد بود.
اين روش به طور خاص براي اندازهگيري پوششهاي رساناي جريان الكتريسيته بر روي يك زيرآيند رسانا مفيد است.
از روش بازتاب سنجي اشعه بتا زمانی استفاده میشود که نمونه در معرض تابش اشعه بتاي ساطع شده از يك ایزوتوپ تابنده بتا قرار گیرد. يك پرتو از ذرات بتا به طور مستقیم از طریق یک روزنه به سمت قطعه پوشش داده شده ارسال شده و قسمتي از اين پرتو كه از روي سطح بازتاب پيدا ميكند به وسيله يك دستگاه از طريق روزنه باريكي به درون لوله GM (Geiger Muller tube) فرستاده ميشود. گازي كه درون لولهGM وجود دارد، اشعه بتا را يونيزه کرده و باعث ايجاد يك تخليه لحظه اي درميان الكترودهاي درون لوله ميشود. این تخليه به صورت يك پالس به وسيله يك شمارنده الكترونيكي شمرده ميشود و تعداد این پالسها به ضخامت پوشش تبديل شده و به صورت عدد نمايش داده ميشود.
بازتاب ذرات بتا در موادي كه عدد اتمي نسبتا کمی دارند كمتر از مواد دارای عدد اتمي بالا است. به عنوان مثال در يك قطعه با زیرآیند مس و پوشش طلا با ضخامت 60 ميكرواينچ ، ذرات بتا از هر دو ماده زیرآیند و پوشش بازتاب ميكنند. اگر ضخامت پوشش افزایش یابد، سرعت بازتاب زياد ميشود. تغيير در سرعت پراكندگي ذرات معیاری از ضخامت پوشش خواهد بود.
اين تكنيك هنگامي قابل اجرا است كه عدد اتمي پوشش و لايه زیرآیند دارای 20 درصد اختلاف باشند. این روش در اندازهگيري ضخامت طلا، نقره و قلع روي اجزاء الكترونيكي، پوشش روي ابزارهاي برش، آبكاريهاي تزئيني، پوششهاي رسوب داده شده با بخار بر روي قطعات الكترونيكي، سراميك و شيشه كاربرد دارد. از ديگر كاربردهای این روش ميتوان به اندازهگيري ضخامت پوششهاي آلي مانند روغنها يا روانسازها بر روي فلزات اشاره نمود.
فلورسانس اشعه ایکس (XRF) يك روش متداول و غیر تماسی جهت اندازهگیری پوشش لايههاي نازكی از آلياژ بر روي قطعات كوچك است.
این روش اندازهگيري بر اساس قرار دادن قطعه در معرض اشعه ایکس انجام ميشود. يك موازي ساز، اشعهX را بر روی سطح مشخصی از نمونه تنظيم ميكند. اين تشعشع منجر به نشر (فلورسانس) اشعه ایکس از پوشش و زيرآيند ميشود. اين تابش نشر شده به وسيله يك آشكارساز پراکنده كننده انرژي نمايان ميشود.
استفاده از قطعات الكترونيكي مناسب، امكان ثبت مقدار اشعه بازتاب شده از پوشش و زيرآيند را ممكن ميسازد. همچنين هنگامي كه يك لايه مياني وجود داشته باشد، امکان آشكارسازي انتخابي یک پوشش خاص وجود دارد. این روش در بردهاي مدارهاي چاپي، قطعات الكترونيكي، جواهرات و وسايل نوري کاربرد دارد.
بخش اول این مقاله را می توانید از طریق لینک زیر مشاهده کنید:
