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文檔簡介
1、DIN EN ISO 2808涂料和清漆漆膜厚度的測定、戶 、.刖百譯文 略簡介a)b)c)d)1 范圍本國際標準描述了一些測量基材上涂層厚度的方法。方法確定了對以下內(nèi)容的描述:濕膜厚度,干膜厚度,未固化噴塑涂層厚度。參考現(xiàn)有的單個標準。否則將細節(jié)描述方法。本方法的綜述參見附錄A, 適用領(lǐng)域現(xiàn)有的標準和精度被列入單個方法。此國際標準也定義了關(guān)于膜厚的術(shù)語。國際標準也定義了關(guān)于膜厚確定的術(shù)語。2 術(shù)語參考文件 以下參考文件時此文件應(yīng)用時必不可少的。作為參考,僅有那些引用版本適用。對于更新的參考,那么將參考文件的最新版本(包括任何修正過的申請)。ISO463 ,幾何學(xué)產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范(GPS) 尺寸測
2、量設(shè)備 機械度盤式指示器的設(shè)計和度量衡學(xué)特點。ISO 3611, 外部測量的千分卡尺ISO 4618:2006, 色漆和清漆 術(shù)語和定義ISO 8503-1, 在噴涂油漆和相關(guān)產(chǎn)品之前對鋼鐵底材的準備-噴砂清潔鋼鐵底材的表面粗糙性特點部分 1 : ISO 表面型材比較儀(對研磨噴砂清潔表面的評估)的規(guī)范和定義3 術(shù)語和定義 鑒于本文件的目的,ISO4618 和以下給出的術(shù)語和定義適用。底材3.1將要噴涂涂層的表面ISO 4618 : 20063.2涂層施加在底材上的單層貨多層的連續(xù)的涂層材料層ISO 4618:20063.3膜厚底材表面和涂層膜表面之間的距離。3.4濕膜厚度剛剛噴涂上的濕膜材料
3、的厚度,在噴涂后立刻測量。3.5干膜厚度當涂層硬化后,表面的涂層的厚度3.6未固化噴塑涂層的厚度剛噴涂的塑粉的厚度,噴塑后從噴塑烤房出來前測量的塑粉材料的厚度。3.7相關(guān)表面區(qū)域1 )覆蓋的或即將被涂層覆蓋的部件的一部分,即涂層的適用性和/或外觀很重要的那部分。3.8試驗區(qū)域1 )相關(guān)表面區(qū)域的代表部分,將在此部分進行協(xié)議次數(shù)的單次測量。3.9測量區(qū)域1 )進行單次測量的區(qū)域3.10最小局部膜厚1 )在特定試驗樣品的相關(guān)表面上的局部膜厚的最低值3.11最大局部膜厚1 )在特定試驗樣品的相關(guān)表面上的局部膜厚的最高值3.12平均膜厚1 )試驗區(qū)域的所有單次干膜厚度的算數(shù)平均值,或膜厚重量分析的測定
4、值。3.13 校準測量可追溯校準標準的受控核文件程序,驗證結(jié)果在測量儀器的陳述的準確性范圍內(nèi)。備注 初始校準是通過儀器生產(chǎn)商或或通過有資質(zhì)的實驗室控制環(huán)境下使用的文件程序按照文件程序進行的。此初始校準將常常通過用戶在常規(guī)間隔期內(nèi)進行驗證。在校準過程中使用的標準為綜合測量的組合不確定性少于儀器的不準確性。1)本特性的測量僅僅要求對膜厚測量的延伸評估;參見條款 8 (試驗報告),項點k)和I)3.14驗證用戶使用的相關(guān)標準進行的準確性檢查。3.15 參考標準已知厚度的樣品對比用戶的測量值,可驗證測量儀器的準確性。備注 參考標準可能為涂層厚度標準。如果通過簽訂合同方的協(xié)議,那么試驗樣品的部分可以用來
5、作為特殊工作的膜厚標準。3.16測量儀器的厚度讀數(shù)的矯正操作要符合相關(guān)的參考標準。備注 按照厚度標準和在墊片上調(diào)整絕大多數(shù)的測量儀器,鍍層厚度和墊片已知。3.17準確性厚度標準的測量數(shù)值和準確數(shù)值之間的一致性。4 濕膜厚度的確定4.1 概述附錄 A 給出濕膜厚度確定的使用方法概述。4.2 機械方法4.2.1 原則在所有機械方法中,測量儀器的部件通過涂層接觸底材表面,并且涂層表面同時(參見圖1 )或隨后(參見圖2和圖3)接觸儀器的另一部分。濕膜厚度即為兩個接觸點之間的高度差,可以直接讀出。4.2.2 應(yīng)用領(lǐng)域此機械定律適用于所有膜-底材組合。測量進行的區(qū)域的底材至少應(yīng)平整。單個平面的曲率應(yīng)是可以
6、允許的(例如,管道的內(nèi)表面和外表面)4.2.3 概述破壞性和非破壞性方法的分類取決于:a)涂層材料的流變性質(zhì);b)測量儀器的接觸面和涂層材料之間的濕接觸的自然狀態(tài);c)厚度測量是否是會導(dǎo)致涂層不適用于本來的使用目的。由于可能存在于儀器和底材之間的顏料粒子不會包括在內(nèi),所有的機械方法都有一個系統(tǒng)錯誤:顯示的膜厚會比實際膜厚要小至少顏料粒子的平均直徑。如果使用車輪量規(guī)(方法1B,參見4.2.5),輪子可能會被涂層材料弄濕。如果沒有,這代表了更進一步的系統(tǒng)錯誤,可能會導(dǎo)致被夸大的讀數(shù),和以下功能:-涂層材料的表面張力和流變性質(zhì);-軌距的材料 -車輪旋轉(zhuǎn)的速度。4.2.4方法1A-齒輪檢查量規(guī)4.2.
7、4.1 儀器的描述齒輪檢查量規(guī)是由防腐蝕材料制成的平板,在邊緣帶有齒輪(參見圖1 )平板角落的參考齒輪定義了沿著內(nèi)齒輪分布的基線,給出一列漸進序列的間隙缺口。每個齒上都標記有指定的間隙數(shù)值。市場有售最大厚度的齒形檢查量規(guī)一般為2000 irn,最小增量一般為5 m.關(guān)鍵詞1 底材2 涂層3 焊接接觸點4 齒輪檢查量規(guī)圖1-齒輪檢查量規(guī)的示例4.2.4.2 程序確保齒干凈且沒有被損壞。將齒形檢查量規(guī)放置在憑證的樣塊表面上,以便齒可以垂直于表面平面。保持充分的時間,確保在一開量規(guī)前涂層能濕潤量規(guī)的齒。如果樣塊有一個曲面,齒形檢查量規(guī)的放置應(yīng)平行于曲率軸。測量厚度取決于測量時間。涂層厚度應(yīng)在噴涂后盡
8、快測量。備注:被涂層材料濕潤的齒的最大差距讀數(shù)即為濕膜厚度。4.2.5方法1B-車輪量規(guī)4.2.5.1 儀器的描述車輪量規(guī)包括一個由堅硬的防腐蝕鋼鐵之城的輪,帶有三個凸出的輪緣。(參見圖2)兩個輪緣打磨成同樣的直徑,并設(shè)置成和輪軸共中心。第三個輪緣的直徑稍小,且偏心。其中一個外緣具有刻度,從同心邊緣各自凸出的地方到偏心輪可以讀數(shù)處。具有兩種版本: 版本 1 的偏心邊緣位于同心邊緣之間。 版本 2 的偏心邊緣位于同心邊緣外,臨近期中的一個。備注 不想版本1 ,版本2 的設(shè)計允許濕膜厚度的無-視差讀數(shù)市場有售最大厚度的車輪量規(guī)一般為1500 im,最小增量一般為2 m.關(guān)鍵詞1 底材2 涂層3 偏
9、心邊緣4 車輪量規(guī) 圖 2 車輪量規(guī)的示例5 .2.5.2 程序用大拇指和食指捏住車輪量規(guī)的輪軸,將偏心邊緣壓在表面最大讀數(shù)的點上。如果樣塊有一個曲面,車輪量規(guī)軸的放置應(yīng)平行于曲率軸。在一個方向上滾動車輪量規(guī),將其從表面上提起,當偏心輪還被涂層材料濕潤時,很快讀出最高讀數(shù)。清潔量規(guī),并在一個方向上重復(fù)清潔。計算這些讀數(shù)的算術(shù)平均數(shù)來計算濕膜厚度。厚度測量的結(jié)果取決于時間測量。應(yīng)在噴涂后盡快測量此厚度。為了在結(jié)果中最小化表面的張力,觀察油漆怎么樣濕潤偏心輪,在接觸的第一個點處記錄天平讀數(shù)。僅僅可能有兩種版本的車輪量規(guī)。4.2.6方法1C-度盤式指示器4.2.6.1 儀器和參考標準4.2.6.1.
10、1 度盤指示器(參見圖3)機械度盤式量規(guī)符合ISO 463的要求,電子度盤式量規(guī)一般可將測量精確到 5(機械度盤式量規(guī))或1 m (電子度盤式量規(guī))或者更好。此量規(guī)可有模擬信號或數(shù)字信號顯示。度盤式量規(guī)的下面有兩個等長的與可動活塞等距放置的接觸針,三者成一條直線。調(diào)整螺釘用于精 密調(diào)整活塞在導(dǎo)向道上的位置。關(guān)鍵詞1 底材2 涂層3 活塞圖 3-度盤式指示器的示例4.2.6.1.2 量規(guī)零位調(diào)整的參考標準要 求使用一塊平整的參考板對量規(guī)進行零位調(diào)整。參考板應(yīng)包括一個平整的玻璃板,其平面度公差不得超過1 (參見ISO11011).4.2.6.2 程序在參考板上,將測量尖調(diào)整到剛剛接觸到板,以便歸零
11、指針式量規(guī)。將柱塞螺旋回零位。將指針式量規(guī)的接觸針放回樣品上,以便他們能夠垂直于基材表面,小心地將塞柱旋下,直到測量尖剛剛接觸的涂層材料。膜厚測量的結(jié)果取決于測量的時間。應(yīng)在噴涂涂層后盡快測量其厚度。從量規(guī)上直接讀出濕膜厚度。4.3 重量分析方法4.3.1 原則噴涂涂層的厚度的計算方式為:用涂層的質(zhì)量除以涂層密度,再除以涂層表面面積。濕膜厚度,tw,單位為微米,按照以下等式計算其中mo為沒有噴涂涂層的樣塊質(zhì)量,單位為克;m 為噴涂過涂層的樣塊質(zhì)量,單位為克;A 為涂層表面面積,單位為平方米;P為噴涂的液態(tài)涂層材料的密度,單位為克/毫升。備注 噴涂液態(tài)涂層材料的密度可以按照ISO2811-1 ,
12、 ISO2811-2 , ISO2811-3, ISO2811-4 來確定。4.3.2 應(yīng)用領(lǐng)域重量分析原則通常都是用,除非液態(tài)涂層材料中具有大量的揮發(fā)性強的的物質(zhì)。4.3.3 概述使用重量分析的原則確定整個覆蓋土城區(qū)域的濕膜厚度的平均值。在噴涂圖層時,樣品的反面應(yīng)覆蓋保護, 以免由于在樣塊背面噴上涂層導(dǎo)致測量誤差。在稱重噴涂后樣塊前,應(yīng)將其備件的保護層去掉。4.3.4 方法 2-通過質(zhì)量的差異4.3.4.1 儀器要求天平能夠稱量500g 到接近 1mg 的重量。4.3.4.2 程序首先稱量噴涂涂層的樣塊和沒有噴涂涂層的樣塊質(zhì)量,然后使用等式(1 )來計算濕膜的厚度。4.4 激光光熱法4.4.
13、1 原則膜厚通過向涂層輻射熱波的時間和探測到重新發(fā)射波(熱波或超聲波)的時間差來確定。(參見圖4)不論涉及到何種類型的勵磁或探測方法,所有的光熱方法使用同樣的原則:用熱量的形式將周期性或具有脈沖的能量引入樣品,然后他側(cè)局部溫度的增加。將測量的時間差和在固定條件下儀器測量已知膜厚獲得的數(shù)值比較(激發(fā)能,脈沖持續(xù)時間,勵磁頻率,等)(參見4.4.4.2)關(guān)鍵詞1 底材2 涂層3 重新放射的熱輻射4 涂層的輻射吸收(取決于涂層的厚度和涂層材料)5 熱輻射6 熱波7 超聲波8 表面形變4 在光熱厚度測量中輻射和樣塊之間的相互作用顯示表面形變4.4.2 應(yīng)用領(lǐng)域光熱原則基本適用于所有膜-基材組合。也可以
14、用于確定多層涂層中的其中一層的厚度,條件是多層涂層中的每一層應(yīng)可通過它們的熱傳到新和反射性能充分區(qū)分。要求最小底材厚度為使用測量系統(tǒng)(參見4.4.4.1.1 )和膜-底材組合的作用。4.4.3 概述破壞性或非破壞性方法的分類取決于涂層的目的。涂層吸收的熱能可能因為本地產(chǎn)生的熱效應(yīng)而對涂層產(chǎn)生影響。4.4.4 方法3使用熱性能確定4.4.4.1 工具和涉及標準4.4.4.1.1 測量體系在涂層材料上產(chǎn)生熱波并且探測樣品加熱部位的熱影響有各種各樣的方法(參見EN 15042-2 )熱輻射源(例如:激光源,發(fā)光二極管,白熾燈)主要用于涂層的勵磁系統(tǒng)。將使用以下探測方法: 對重新散發(fā)熱輻射的探測(光熱
15、輻射); 對折射率改變的探測(上述測量區(qū)域的受熱空氣) 焦熱電探測(熱流動測量)4.4.4.1.2 涉及標準基于校準目的,要求準備具有不同吸收性能和膜厚范圍的參考樣塊。(參見 EN 15042-2 18)4.4.4.2 校準校準測量系統(tǒng),對于每個膜基板(特別是每個涂層材料)使用參考樣塊(參見4.4.4.1.2)4.4.4.3 程序按照生產(chǎn)商的指示,操作儀器,并測量膜厚。5 干膜厚度的確定5.1 概述附錄 A 給出了確定干膜厚度使用方法的總述。5.2 機械方法5.2.1 原則千分刻度盤或度盤式指示器(方法 4A,參見5.2.4)用于測量膜厚,即總厚度(基材+膜)和基材厚度的差。有兩種確定膜厚的方
16、法a) (破壞性)測量分別在移除涂層前和移除涂層后進行。首先在制定測量區(qū)域測量其總厚度,然后移除測量區(qū)域的涂層,隨后測量基材的厚度。b)(非破壞性)測量分別在噴涂涂層前和噴涂涂層后進行。首先測量基材厚度,然后噴涂涂層,隨后在同一測量區(qū)域測量其總厚度。計算兩個讀數(shù)的差數(shù),得出的即為膜厚。深度計(方法4B ,參見5.2.5)或表面光度儀(方法4C備注:僅有“移除涂層 ”變量適用于深度計或表面光澤度儀(方法4B 和 4)5.2.2 應(yīng)用領(lǐng)域機械原則基本適用于所有膜-基材組合。在機械器具使用地方的基材和涂層應(yīng)該足夠硬,防止測量尖端造成漆面凹痕,進而出現(xiàn)不準確的讀數(shù)結(jié)果。千分刻度盤或度盤式指示器(方法4
17、A)適用于測量柱形樣品(如,電線,管道)的圓形橫截面的膜厚。表面光度儀(方法4C)被作為出現(xiàn)爭議后的參考方法。5.2.3 概述在不同的 “噴涂涂層 ”上,應(yīng)使用帶有標簽孔的樣塊來確?;暮穸鹊拇_認,并且應(yīng)在同樣一處地方來確認總體厚度。備注 1 更傾向于不同的“噴涂涂層 ”,以便防止塑料基材(絕大多數(shù)情況下使用的基材)不會再沒有引起損壞的條件下被暴露。在不同的“噴涂涂層 ”上,測量區(qū)域上應(yīng)劃有圓圈并有標識。應(yīng)小心地完全去除測量區(qū)域的涂層,而不會造成基材機械或化學(xué)上的損壞。在噴涂涂層前,應(yīng)使用膠帶部分覆蓋基材,以便獲得清晰的兩層。如果使用深度計和表面光度計(方法4B和4C),在測量區(qū)域沒有被移除的
18、涂層應(yīng)保持完好。如果使用表面光度計(方法4C),基材之間的側(cè)翼和膜表面應(yīng)充分定義。如果基材很堅硬(例如, 玻璃) , 涂層應(yīng)使用機械方法移除,但是不那么堅硬的基材(例如, 鋼材) ,涂層應(yīng)使用溶劑或涂層清洗劑的化學(xué)方法移除。備注 2 如果是不那么堅硬的基材,例如鋼材,應(yīng)使用10mm 直徑的空心鉆切穿漆膜,或者使用溶劑或涂層清洗劑的化學(xué)方法來去除。所有被接觸或測量的表面(涂層,基材,樣塊的反面)應(yīng)保持清潔,且沒有涂層的渣滓殘余。5.2.4 方法 4A 通過厚度的不同5.2.4.1 工具描述5.2.4.1.1 千分尺千分尺應(yīng)該能夠最近測量5um。應(yīng)該安裝一個棘齒,以便限制主軸上的力施加在試驗表面上
19、。版本1-固定在架子上帶有平面測量面的千分尺頭被夾在帶有平坦的基板的堅固架子上,架子的高度應(yīng)可以調(diào)整。測量面應(yīng)和基板的頂部平行對齊。版本 2 手持式(參見圖5)這種儀器的一般術(shù)語名稱為外徑千分尺,盡管它還被稱為千分卡尺(參見ISO3611 )。千分尺應(yīng)符合 ISO3611 的要求。軸和鐵砧的測量面應(yīng)為平面,并且互相平行。圖 5外部千分尺5.2.4.1.2 千分表機械千分表(符合ISO463的要求)的測量精確度應(yīng)為5um,電子千分表的測量精確度應(yīng)為1um,或者更好。此千分表上應(yīng)安裝可以提起測量尖端的裝置。測量尖端的形狀應(yīng)該按照測量涂層材料的硬度來選擇(硬材料使用球形端,軟材料使用平面端)版本 1
20、 固定在架子上千分表被夾如圖6 所示的架子上。如果使用平面劃針端,那么測量表面應(yīng)平行于基板的頂部。圖6安裝在指甲上的度盤式量規(guī)版本 2 手持式此千分表上安裝有一個把手。配置這個用來提起插塞的裝置,以方便可以用一只手操作厚度及。鐵砧的可更換端應(yīng)位于可移動測量端的對面。應(yīng)該按照試驗材料的硬度來選擇測量尖端的形狀(硬材料使用球形端,軟材料使用平面端)圖 7膜厚儀關(guān)鍵詞1 表孔5.2.4.2 程序按照 5.2.3操作所有儀器,使得樣品的涂層側(cè)或即將噴涂涂層側(cè)能夠分別面向軸(千分尺,參見5.2.4。當使用夾在架子上的儀器時(5.2.4當使用手持式類型()5.2.4備注 5.2.4在移除漆膜(“涂層移除
21、”)或噴涂漆膜(涂層噴涂)后,重復(fù)第二次測量的程序。執(zhí)行每個操作,以便: 當使用 5.2.4.1.1 中描述的千分尺時,軸應(yīng)該抵住試驗表面,直到棘齒被激活。 當使用 5.2.4.1.2 中描述的千分表示,應(yīng)使用彈簧負載接觸元件的尖端小心地接觸表面。膜厚即為總體厚度和底材厚度的讀數(shù)差。5.2.5方法4B-深度計5.2.5.1 工具涉及標準5.2.5.1.1 版本1-千分尺深度計(參見圖8)此類型的千分尺的測量精確度應(yīng)可達到5um,或更好。千分尺應(yīng)安裝棘齒以便限制解除元件施加在底材上的力。有一個平坦底面放置在涂層表面,作為參考平面。關(guān)鍵詞:1 底材2 涂層3 接觸元件4 底面5.2.5.1.2 版
22、本2轉(zhuǎn)盤式深度計符合 ISO463 要求的機械千分表的測量應(yīng)精確到5um, 電子千分表的測量應(yīng)精確到1um, 或更好。千分表上應(yīng)有一個平坦底面放置在涂層表面上,作為參考平面。關(guān)鍵詞1 底材2 涂層3 接觸元件5.2.5.1.3 工具調(diào)零的參考標準平坦參考面要求工具調(diào)零。參考面應(yīng)包括平坦的玻璃板,具平面度公差不得超過1um (參見ISO1101 1)5.2.5.2 程序從測量區(qū)域移除涂層。使用參考面(5.2.5.1.3 )檢查零點使一起歸零。然后:a)當使用千分深度計,將底面放置的涂層表面,以便軸要在暴露面以上,將軸上的螺釘擰緊,直至尖端接觸到基材,棘齒啟動。b)當使用表盤深度計,將接觸元件放置
23、在暴露基材和底面/(或接觸針)在涂層表面上(如果工具是帶有接觸針的類型,那么應(yīng)確保樣品表面正常)膜厚應(yīng)可以直接讀出(如果需要,由于任何歸零錯誤更正)。5.2.6方法4C-表面型材掃描5.2.6.1 工具描述本儀器包含穿越劃針連接到合適的放大設(shè)備和記錄設(shè)備。為了測量膜厚,一起應(yīng)用來記錄涂層和底材之間形成的臺階剖面(由于移除部件上的涂層)(參見圖10) 。使用可自由移動的劃針來測量粗糙度或剖面,其中應(yīng)選擇劃針尖的弧度來配合基材和膜表面的粗糙度。備注:可以利用視覺或聽覺進行測量。(例如:和樣塊沒有任何接觸)圖10 表面型材掃描儀關(guān)鍵詞1 底材2 涂層3 劃針尖4 天平5 控制桿6 .2.6.2 程序
24、準備 5.2.3 中指定的樣塊。使用恰當?shù)谋O(jiān)控器和繪圖機來掃描和記錄測量區(qū)域的表面剖面。以下因素會反過來影響讀數(shù): 沒有充分清潔的表面一計量系統(tǒng)的顫動一使用了不恰當?shù)膭濁樇庥涗浀哪け砻孳壽E(上部的線)和記錄的基材表面軌跡(下面的線)平均高度即為參考線。測量肩部中間點的參考線之間的距離即為膜厚。5.3重量分析方法干膜厚度,td (單位為mm),通過沒有噴涂的樣品的質(zhì)量和噴涂過樣品的質(zhì)量差來計算,利用以下m - ffl()處(2)其中m0是沒有涂層的樣塊質(zhì)量,單位為g;m是噴涂涂層的樣塊質(zhì)量,單位為 g;A為噴涂涂層的面積,單位為平方米;po是應(yīng)用干膜材料的密度,單位為 g/毫升。備注涂層材料的干
25、膜密度影通過ISO3233來確定5.3.2 應(yīng)用領(lǐng)域重量分析方法一般適用。5.3.3 概述使用重量分析方法產(chǎn)生整個涂層表面的干膜厚度的平均值。特別是對于噴涂涂層的樣塊,樣塊的反面應(yīng)被覆蓋,防止由于樣塊背面的油漆(過度噴涂)導(dǎo)致測量錯誤。5.3.4 方法5通過質(zhì)量的不同5.3.4.1 儀器要求天平可以稱重1mg到500g的重量。5.3.4.2 程序2)計算干膜厚度對沒有涂層的樣塊進行稱重,然后噴漆,干燥后重新稱重。使用等式(5.4光學(xué)方法5.4.1 原則在橫截面方法中(方法6A,參見5.4.4),沿著平面打磨/切割樣塊,以便可以直接使用顯微鏡來測量膜厚(參見圖11)關(guān)鍵詞1底材2涂層14涂層3使
26、用楔式切割的方法(方法6B,參見5.4.5),使用切割工具在指定的角度對涂層表面進行指定尺寸的切割(參見圖12)。膜厚,t,使用一下等式來計算:t=b*ta n a (3)其中b為切割的凸出部分的一半寬度(從邊緣到底材),使用顯微鏡確定a為切割角度。圖12一對稱切割,圓錐孔,有坡度的切割關(guān)鍵詞Key1 substrate2 coating3 symmetrical cut4 conical bone5 sloping cuiFigure 12 Symmetrical cuth conical bore and sloping cut1底材2涂層3對稱切割4圓錐孔5斜切可以使用特殊的刀片在涂層表
27、面切出對稱的楔形切口(圖12 No.3 ) ,使用特殊的鉆孔器切出圓錐形孔(圖12 No.4 ) ,使用銑刀切出斜切口(圖12 No。 5) 。5.4.2 應(yīng)用領(lǐng)域光學(xué)原則基本適用于所有的膜-基材組合。多層涂層的單層厚度也可以測量,只要各個層之間可以充分的區(qū)分開來。如果使用橫截面或楔形切割的方法,基材應(yīng)有可以切割橫截面,鉆孔或切割的性能。如果出現(xiàn)爭議,橫截面的方法(方法6A,參見5.4.4)被認為是仲裁方法。5.4.3 概述使用楔形切割方法的樣塊應(yīng)該憑證(參見,備注5.4.5.2 )。如果涂層材料是有彈性的,那么橫截面 /楔形切割可能導(dǎo)致形變,進而導(dǎo)致測量出來的結(jié)果無效??赏ㄟ^在切割前冷卻樣塊
28、的方法了減少上述影響。如果有易碎和/或沒有良好粘接的涂層,分層的膜層可能會導(dǎo)致很難確定涂層和基材之間的真正界面。可能會導(dǎo)致讀數(shù)的錯誤。5 4 4 方法6A 橫斷面測量5.4.4.1 類型 1-通過打磨5.4.4.1.1 儀器與材料5.4.4.1.1.1 打磨拋光機用來制備金相的設(shè)備合適5.4.4.1.1.2 包埋劑使用對油漆涂層無有害效應(yīng)且可以無縫隙包埋的冷凝固樹脂。5.4.4使用水磨砂紙,例如 280 , 400,和 600 目,合適的金剛石研磨膏或類似的研磨膏。5.4.4.1.1.4 測量顯微鏡需要一個有合適的照明系統(tǒng)可以提供最佳圖像對比度的顯微鏡。選擇的放大率應(yīng)使視場相當于膜厚的1.5-
29、3倍。目鏡或者光電測試設(shè)備應(yīng)能使測量精度至少達到1叩.5.4.4.1.2 流程將試樣或者試樣的代表性樣本嵌入到樹脂中(5.4.45.4.4.2 類型2-通過切割5.4.4.2.1 儀器5.4.4.2.1.1 切割機需要一個橫移或者旋轉(zhuǎn)式切片機,此切片機需要有合適幾何角度硬質(zhì)合金刀片和一個固定器,將試樣夾在指定位置。5.4.4.2.1.2 測量顯微鏡需要一個有合適的照明系統(tǒng)可以提供最佳圖像對比度的顯微鏡。選擇的放大率應(yīng)使視野相當于膜厚的1.5-3倍。目鏡或者光電測試設(shè)備應(yīng)能使測量精度至少達到1叩.5.4.4.2.2 程序?qū)⒃嚇踊蛘邚脑嚇又腥〕龅臉颖緤A在顯微鏡的固定裝置上,沿著平面切割到涂層表面。
30、使用顯微鏡測量暴露涂層的厚度。5.4.5方法6B-楔形掏槽5.4.5.1 儀器5.4.5.1.1 綜述楔形掏槽方法需要切片機和測量顯微鏡。一個設(shè)備要同時包含這兩個儀器。5.4.5.1.2 切片機需要一個特殊的帶有可更換刀具的儀器以便在規(guī)定的角度制造精確的切口。切割工具(刀片,特殊的涂層鉆孔器或者銑刀)應(yīng)該由碳化硅材料制成有精確貼地切割器兩翼。合適的幾何形狀保證精確的楔形掏槽標準的切割角度在?= 5,7 (tan?= 0,1) 到 ?= 45 (tan?= 1) 的范圍之內(nèi)。5.4.5.1.3 測量顯微鏡需要一個50倍放大率帶有照明工具的顯微鏡。目鏡可測量到 20師。5.4.5.2 程序氈制粗頭
31、筆標記試樣,顏色為與測量區(qū)域?qū)Ρ弱r明的顏色。此標記穿過切口和內(nèi)孔。切口和內(nèi)孔穿過底材。用標記定位切口或內(nèi)孔,用顯微鏡測量投射的半寬度,b, 使用方程式(3)計算膜厚(見 5.4.1 )注意 方程式(3)不能用在曲面上。但是修改后的計算公式能用在曲面的圓錐孔上。5.5 磁測法5.5.1 綜述對于大多數(shù)電磁式干膜測厚儀,在測量之前進行檢查是非常必要的。在涂層可能的厚度范圍內(nèi)按照廠家說明書進行的檢定。5.5.2 原理膜厚度通過磁場與金屬底材的交互作用進行測量。通過將一個磁體從涂層去除所需的力(方法 7A,見 5.5.5)或者磁場改變(方法7B, 7C5.5.3 應(yīng)用范圍磁測法應(yīng)用于金屬底材的涂層。方
32、法7A,7B 和 7C, 底材必須是鐵磁的,7D 是非鐵磁的。涂層的性質(zhì)必須是這樣的即:在儀器接觸涂層表面時讀值不能無效5.5.4 綜述儀器制造的磁場會被下列因素影響底材的幾何性能(尺寸,曲度和厚度)底材材料的性質(zhì)(例如,透磁率,導(dǎo)電性和因預(yù)處理造成的性質(zhì))底材的粗糙度其他磁場(底材的殘余磁性和外部磁場)5.5.5 方法 7A- 拉伸式磁性干膜測厚儀5.5.5.1 儀器說明此儀器包含一個磁體用來測量膜厚,方法是通過測量磁體與底材之間的吸引力(見圖 13a 和13b)注意 圖 13a 所示儀器可以用在任何位置。圖13b 因為重力作用只用于一個方向。1 底材2 涂層3 磁體4 數(shù)值范圍5 彈簧圖
33、13 拉伸式磁性干膜測厚儀5.5.5.2 程序?qū)в写朋w的儀器放在涂層上。沿垂直于涂層表面的方向?qū)⒋朋w從涂層提起。通過測定將磁體從試樣表面拉起所需的力可以測出膜厚。5.5.6方法7B-磁通表5.5.6.1 儀器說明此儀器包含一個磁體,通過磁體磁場的的變化測定膜厚,磁場的改變由底材造成。用霍爾探測器測定磁場(見圖14)1 底材2 涂層3 霍爾部件4 磁體U 霍爾電壓I 控制電流5.5.6.2 程序?qū)x器垂直放在涂層上。直接從刻度盤上讀取膜厚或者按照制造商的說明計算膜厚。5.5.7方法7C-磁感應(yīng)儀5.5.7.1 儀器說明此儀器包含一個電磁體,通過在接近鐵磁底材時磁場的變化來測定膜厚(見圖 15)
34、 。 電磁體會產(chǎn)生一個低頻率交變電磁場(LF,例如從60 Hz至IJ400 Hz)(見ISO2178 3).1. 底材2. 涂層3. 鐵磁芯4. 交變電磁場(LF)5. 測量信號6. 電流圖 15-磁感應(yīng)儀原理5.5.7.2 程序?qū)x器垂直放在涂層上。通過磁通量的變化計算膜厚度。5.5.8方法7D-渦流表5.5.8.1 儀器說明此儀器包含一個電磁體,通過因?qū)щ姷撞臏u流導(dǎo)致的磁場變化來測定膜厚(見圖16)。電磁體會產(chǎn)生一個高頻率交變電磁場(HF, 例如 . 0,1 MHz to 30 MHz ) (見 ISO2360 4).1. 底材2. 涂層3. 鐵氧體磁心4. 交變磁場(HF)5. 渦流6.
35、 電流7. 測量信號圖 16-渦流儀原理8. 5.8.2 程序?qū)x器垂直放在涂層上5.6 放射方法5.6.1 原理膜厚通過電離輻射和涂層間的相互作用測得。放射性同位素可用作輻射源。5.6.2 應(yīng)用范圍反射性原理適用于任何膜-基質(zhì)的組合,只要涂層材料的原子序數(shù)與底材的原子序數(shù)之間差距最少為5(見 ISO 3543 10 )5.6.3 綜述膜厚的測量會被下列因素影響底材的幾何性能(尺寸,曲度)涂層表面的雜質(zhì)涂層密度的變化5.6.4 方法 8 貝他反向散射方法5.6.4.1 儀器說明貝他反向散射儀器(見圖17)包含一個輻射源(放射性同位素)發(fā)射帶有能量的主要貝他粒子,此能量與將要測量的膜厚相適應(yīng)一個
36、探頭或者測量系統(tǒng),有一系列的口徑和貝他計數(shù)器來計算反向散射的貝他粒子數(shù)(例如蓋革計數(shù)器)一個數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)1. 底材2. 涂層3. 計數(shù)器4. 放射性同位素5. 反向散射粒子6. 口徑圖 17-貝他反向散射方法5.6.4.2 測定驗證,如果需要,按照標準調(diào)整儀器,盡可能使涂層和底材與將要測試的試樣有相同的成分。5.6.4.3 程序按照制造商的說明操作儀器。5.7 光熱方法5.7.1 原理膜厚通過測定熱波向涂層輻射的時間與檢測到的回射波(熱波或超聲波)的時間差進行測量(見圖 18)1 底材2 涂層3 回射的熱輻射4 涂層吸收的輻射(由涂層厚度和涂層材料決定)5 熱輻照6 熱波7 超聲波圖18
37、 在光熱厚度測量時輻射與試樣的相互作用不考慮激發(fā)類型或者檢測方法,所有的光熱方法都是同一個原理:將能量以熱能的形式周期性的或者脈沖式的引入到試樣中,后續(xù)檢測局部溫度增加。測到的時間差與在固定情況下已知的膜厚數(shù)值進行對比。(固定情況:激發(fā)能量,脈沖長度,激發(fā)頻率等等)(見5.7.4.2)5.7.2 應(yīng)用范圍光熱原理基本上適合于所有的膜-基質(zhì)組合。它同樣可以用于檢測多層涂膜中單個涂層的厚度,條件是各個涂層的的導(dǎo)熱系數(shù)和反射特性足以互相區(qū)分。要求的最小的底材厚度是使用的測量系統(tǒng)(見5.7.4.1.1 )和膜-基質(zhì)組合的一個系數(shù)。5.7.3 綜述破壞性和非破壞性方法的區(qū)分取決于涂層的目的。因局部溫升效
38、應(yīng)涂層吸收熱能會對涂層有沖擊。5.7.4 方法 9 使用熱特性進行測量5.7.4.1 儀器與參考標準5.7.4.1.1 測量系統(tǒng)有多種方法使涂層材料產(chǎn)生熱波并測試試樣加熱的部位所產(chǎn)生的熱效應(yīng)(見 EN 15042-2 18) 。 熱輻射源(例如,激光源,發(fā)光二極管,白熾光源)主要用做油漆涂層的激發(fā)系統(tǒng)。將使用以下檢測方法:檢測回射的熱輻射(光熱輻射分析法)檢測折射率的改變(測量區(qū)域上部加熱的空氣)熱電檢測(熱流測量)5.7.4.1.2 參考標準EN 15042-2 18).5.7.4.2 驗證如果需要,用每個膜-基質(zhì)組合(特別是每種涂層材料)的參考試樣(見5.7.4.1.2 )調(diào)整測量系統(tǒng)并驗
39、證。5.7.4.3 程序按照制造商的說明操作儀器。直接讀取膜厚或者按照制造商的說明計算膜厚。5.8 聲學(xué)法5.8.1 原理在聲學(xué)方法中,膜厚通過超聲波脈沖通過涂層的傳播時間進行測定。5.8.2 應(yīng)用范圍聲學(xué)法適合于所有的膜-基質(zhì)組合在單個的涂層中聲速一致,聲速在靠近涂層和在底材里要有明顯不同。注 涂層(例如鋁薄片)與底材(木材紋理)的不均勻性會影響結(jié)果。5.8.3 綜述音場會受底材幾何特性的影響(尺寸,曲度和粗糙度)。5.8.4 方法10-超聲厚度計5.8.4.1 儀器說明此儀器有一個超聲發(fā)射器和接收器通過聲傳播時間來檢測膜厚(見圖19)1 底材2 涂層13 涂層24 涂層35 耦合計6 探頭
40、(發(fā)射器和接收器)E 脈沖穿過涂層R 反射的脈沖圖 19 超聲厚度計5.8.4.2 程序?qū)Ⅰ詈现糜谝獧z測厚度的涂層上。將帶有探頭側(cè)儀器平置于涂層上。啟動儀器,按照制造商的說明測定結(jié)果。6未固化的噴塑層厚度的測定6.1 綜述附錄A概述了用于測定未固化的噴塑層厚度的方法。6.2 重量分析法6.2.1 原理用微米表示的未固化塑粉層膜厚tp,根據(jù)未涂層樣品的質(zhì)量和涂層樣品的質(zhì)量的不同通過以下等式來計算:P 一.心HP(4)以上公式中,”口是未涂層樣品的質(zhì)量,單位為克;哂 是涂層樣品的質(zhì)量,單位為克;A 是涂層表面面積,用平方米表示;作 是使用的未固化塑粉涂層材料的密度,用克/微米表示。注意: 可以依據(jù)
41、ISO 8130-2或ISO 8130-3來確定塑粉涂層材料的密度。6.2.2 應(yīng)用范圍重量分析法具有普適性。6.2.3 總則用重量分析法得出整個涂層表面區(qū)域的膜厚均值。當噴塑粉時,應(yīng)把樣品的背面遮蓋住以避免由背面部分涂層(過噴)導(dǎo)致的測量錯誤。6.2.4 方法11-通過質(zhì)量的不同6.2.4.1 儀器需要有可稱重500g的稱,精確到1mg。6.2.4.2 操作步驟對干凈的未涂層的樣品進行稱重,涂層后,重新稱重用等式(4)計算膜厚。噴塑后應(yīng)立即進行第二遍稱重。6.3 磁力法6.3.1 原理通過磁場和金屬底材之間的相互作用來確定膜厚。通過磁場變化得出膜厚。6.3.2 應(yīng)用范圍磁力法適合于涂層后的金
42、屬底材。對于方法12A,底材必須是鐵磁體。方法12B,底材必須是非鐵磁性材料。6.3.3 總則儀器產(chǎn)生的磁場會受下列因素影響:- 底材的幾何性能(尺寸,厚度);- 底材材料的特性(例如,滲透性,傳導(dǎo)性和所有預(yù)處理之后出現(xiàn)的特性);- 底材的粗糙度;- 其余的磁場(底材的殘余磁性和外部磁場)。只允許在平面上測量。6.3.4 方法 12A 磁感應(yīng)計6.3.4.1 工具的說明此工具包含一個電磁鐵,當電磁鐵接近含磁性底材時,它能從磁場產(chǎn)生的變化來確定膜厚(見圖20) 。電磁鐵產(chǎn)生低頻率(LF, 如, 60 赫茲到 400 赫茲)變化的電磁場(見 ISO 2178 3) 。主要部位1. 底材2. 涂層3
43、. 基板4. 渦流檢測探頭圖 20 用于測量涂層厚度的磁感應(yīng)計探頭當放置探頭于要求位置時,探頭對于未固化涂層的影響應(yīng)保持在最小。6.3.4.2 操作步驟把器具垂直放置于涂層上,直接在顯示器上讀數(shù)或根據(jù)制造商的說明計算厚度。6.3.5 方法 12B 渦流表6.3.5.1 儀器說明此器具包含電磁鐵。此電磁鐵通過由導(dǎo)電底材上的渦流造成的磁場變化確定膜厚(見圖16) 。電磁鐵產(chǎn)生高頻率(HF, 如, 0,1 赫茲到 30 赫茲)變化電磁場(見ISO 2360 4) 。當把探頭放置于要求位置時,探頭對未固化塑粉層的影響應(yīng)保持在最小。6.3.5.2 操作步驟把器具垂直放在涂層上。直接從顯示器上讀數(shù)或根據(jù)制
44、造商說明計算出厚度。6.4 光熱法6.4.1 原理通過熱波射向涂層的時間和發(fā)現(xiàn)被重新發(fā)射的波(熱波或超聲波)的時間不同來確定膜厚(見圖18) 。不管涉及何種激發(fā)方式或檢測方法,所有的光熱法都用相同的原理:把以熱為形式的能量周期性的或脈沖導(dǎo)入樣品,隨后發(fā)現(xiàn)局部溫度升高。把所測量的時間差同在固定條件下(激發(fā)能,脈波長,激發(fā)頻率,等)通過儀器得出的膜厚值進行比較。 (見 6.4.4.2 )6.4.2 應(yīng)用范圍本光熱原理基本適用于所有膜與底材的結(jié)合。假如涂層之間的導(dǎo)熱系數(shù)和反射特性能夠明顯區(qū)分,也可以用此原理來確定多層涂層中的單層膜厚。要求的最小的底材厚度是使用的測量系統(tǒng)(見6.4.4.1.1 )和膜
45、 -基質(zhì)組合的一個系數(shù)。6.4.3 總則有損探傷法和無損探傷法的分類取決于涂層的目的。涂層吸收的熱能會因為產(chǎn)生的局部熱效應(yīng)對涂層產(chǎn)生影響。6.4.4 方法 13 利用熱特性確定6.4.4.1 儀器和參考標準6.4.4.1.1 測量系統(tǒng)有多種方法可以在涂層材料上產(chǎn)生熱波并發(fā)現(xiàn)在樣快上受熱位置出現(xiàn)的熱效應(yīng)(見EN15042-2 18) 。熱輻射源(如:激光光源,發(fā)光二極管,白熾光源)通常被用作噴漆涂層的勵磁系統(tǒng)。使用以下探測方法:- 探測被重新發(fā)射的熱輻射(光熱輻射法);- 探測折射率的變化(在測量區(qū)域之上的受熱空氣中);- 熱電檢測(熱流測量)。6.4.4.1.2 參考標準要求用具有不同吸收特性
46、和在要求范圍內(nèi)不同厚度的參考樣塊來驗證(見EN 15042-2 18) .6.4.4.2 驗證驗證,必要時,用膜-底材組合(特別是每種膜材料)參考樣塊(見6.4.4.1.2 )調(diào)整測量系統(tǒng)。6.4.4.3 操作步驟根據(jù)制造商說明操作儀器。直接從顯示器上讀出厚度或者根據(jù)制造商說明進行計算。7. 粗糙面的膜厚測量7.1 總則底材面的粗糙度影響著膜厚的測量結(jié)果。因此要對噴拋處理的鋼底材進行特殊考量。如果在噴拋處理的鋼材上進行涂層,那么對厚度的測量比在光面上進行更復(fù)雜。測量結(jié)果受底材特性的影響,不同的點會有不同的結(jié)果,同時它也會受測量設(shè)備設(shè)計的影響。在噴拋底材上進行試驗操作程序的不同會造成干膜厚度讀數(shù)
47、極大的不同。除了因儀器類型不同造成的結(jié)果不同,在噴拋處理的底材進行零位調(diào)整也會產(chǎn)生很多問題,例如:較差的可重復(fù)性;置于此種表面上墊片厚度的變化(墊片越厚,墊片厚度增加的越多)如果鋼材的表面粗燥度不明確,就有不確定性。此方法的目的是為了在測量噴拋處理鋼材表面涂層厚度時降低變化性實現(xiàn)一致性。使用磁感應(yīng)儀器測量膜厚的方法,磁感應(yīng)儀器需要預(yù)先在光滑的鋼材表面進行零位調(diào)整。此方法通過測量底材粗糙表面上最高點和最低點之間的虛平面來確定涂層厚度,一般是低于最高點25nhi處(例如,大約位于表面粗燥處一半的高度,表示為噴拋表面最高點從底部到頂部的高度)除非按照ISO8503-1 的規(guī)定,此表面準備作為“良好
48、”級別的表面輪廓。此方法說明了代表噴拋處理的鋼材干膜厚度參數(shù)的確定方法。用標準方法測得的真實膜厚要不小于25且最好大于50這樣的結(jié)果才有意義。其他測量粗糙表面涂層厚度的方法在ISO 19840 14中有規(guī)定。7.2 儀器和材料7.2.1 方法 7C注 儀器要裝有計算測量平均標準差和其他統(tǒng)計參數(shù)的裝置,小心操作,僅允許受過統(tǒng)計技術(shù)訓(xùn)練的人員使用。7.2.2 與期望膜厚厚度接近的驗證墊片,鋁箔類型,指定值源自國家認可標準。注 可以使用未證明的墊片,如果墊片在現(xiàn)場進行驗證。7.2.3 使用平滑的鋼板來驗證儀器。鋼板要無軋屑和銹跡,與鍍層鋼板有相似的磁性性質(zhì)且至少7.2.4 厚。7.3 程序7.3.1 驗證使用前,如果需要,按照制造商的說明驗證調(diào)整儀器。使用光滑鋼板,使用前鋼板要使用400 目的砂紙去除所有沾污和腐蝕產(chǎn)物。將驗證墊板放在探頭和光滑鋼板之間。使用驗證墊片的厚度要大于和小于期望的膜厚。7.3.2 測量按照制造商的說明對光滑鋼板的干膜進行測量。讀數(shù),請參考7.3.3.
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