镀层的性能检测

镀层的性能检测1.电镀层外观检验2.结合力试验3.电镀层厚度的测量4.孔隙率的测定5.镀层显微硬度的测定6.氢脆性的测试7.镀层焊接性能的测试8.镀层内应力测量9.表面接触电阻测量10.耐蚀性测试电镀层外观检验金属零件电镀层的外观检验是最基本、最常用的检验。外观不合格的镀件就无需进行其它项目的测试。检验时用目力观察，按照外观可将镀件分为合格的﹑有缺陷的和废品三类。外观不良包括有针孔，麻点，起瘤﹑起皮﹑起泡﹑脱落﹑阴阳面﹑斑点﹑烧焦﹑暗影﹑树枝状和海绵状江沉积层以及应当镀覆而没有镀覆的部位等缺陷。结合力试验镀层结合力是指镀层与基体金属的结合强度，即单位面积的镀层从基体金属上剥离所需要的力。镀层结合力不好，多数原因是镀前外理不良所致。另外，镀液成分与工艺规范不当或基体金属与镀层金属的热膨胀系数县殊，均对镀层结合力有明显影响。评定镀层与基体金属结合力通常采用定性方法。定性测量法，是以镀层金属和基体金属的物理-机械性能的不同为基础，即当试样经受不均匀变形，热应力和外力的直接作用后，检查镀层是否有结合不良现象。具体方法可根据镀种和镀镀件选定：(一)弯曲试验;(二)锉刀试验;(三)划痕试验;(四)热震试验电镀层厚度的测量电镀层的厚度及其均匀性是镀层质量的重要标志，它在很大程度上影响产品的可靠性和使用寿命。电镀层的厚度测量方法分破坏性测量和非破坏性测量两大类。属于破坏性测量的方法有计时液流法，点滴测厚法，库仑法，金相法等，属于非破坏性的测量方法有磁性法，涡流法，β射线反向散射法，X-ray法，扫描电镜法等。1.库仑法库仑法测厚又称电量法或阳极溶解法。它是用适当的电解液阳极溶解精确限定面积的覆盖层，电解池电压的急剧变化表明覆盖层实质上的完全溶解，通过所消耗的电量计算出覆盖层的厚度。本方法适合测量单层和多层金属覆盖层厚度阳极溶解库仑法，包括测量多层体系，如Cu/Ni/Cr以及合金覆盖层和合金化扩散层的厚度。不仅可以测量平面试样的覆盖层厚度，还可以测量圆柱形和线材的覆盖层厚度，尤其适合测量多层镍镀层的金属及其电位差。测量镀层的种类为Au、Ag、Zn、Cu、Ni、dNi、Cr。测试设备：电解测厚仪2.金相法金相法是通过用金相显微镜检查被测零件的断面来测量金属镀层及氧化物覆盖层的厚度，具有精度高、重现性好等特点。一般用于对镀层厚度有精确要求的产品测厚或校验和仲裁其他测厚方法。测试设备：金相显微镜3.X-ray法X射线光谱方法测定覆盖层厚度是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。此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。覆盖层单位面积质量（若密度已知，则为覆盖层线性厚度）和二次辐射强度之间存在一定的关系。该关系首先由已知单位面积质量的覆盖层校正标准块校正确定。若覆盖层材料的密度已知，同时又给出实际的密度，则这样的标准块就能给出覆盖层线性厚度。测试设备：X射线荧光测厚仪4.扫描电镜法扫描电镜法是通过从待测试样上指定部位垂直于覆盖层切割一块试样，经过镶嵌、研磨、抛光和浸蚀制成横截面金相试样，利用扫描电子显微镜进行镀层厚度测量。测试设备：扫描电子显微镜孔隙率的测定镀层的孔隙是指镀层表面直至基体金属的细小孔道。孔隙大小影响镀层的防护能力。测定孔隙的方法有贴滤法﹑涂膏法﹑浸渍法等。1.贴滤纸法：将浸有测试溶液的润湿纸贴于经预处理的被测试闰上，滤纸上的试液渗入孔隙中与中间镀层或基体金属作用，生成具有物征颜色的斑点在滤纸上显示。然后以滤纸上有色斑色的多少来评定镀层孔隙率。2.浸渍法：将试样浸于相应试液中，通过试液渗入镀层孔隙与基体金属或中间镀层作用，在镀层表面产生有色斑点，然后检查镀层表面有色斑点多少来评定镀层的孔隙率。本法适用于检验钢铁﹑铜或铜合金和铝合金基体表面的阴极性镀层的孔隙率。3.电图像法通过对镀层的基体金属通电，使其阳极溶解。溶解的金属离子通过镀层上的孔隙，电泳迁移到测试纸上。由于金属离子和测试纸上的化学试剂会发生反应形成染色点，因此可根据测试纸上染色点的多少来判定镀层孔隙的多少。4.气体渗透法气体渗透法是将试样暴露于腐蚀性气体环境中一定时间后，通过显微镜观测锈斑个数合腐蚀程度来计算孔隙率。本方法具有液体浸没试验没有的两个潜在优点：气体渗透入孔隙的能力比液体强；许多气体孔隙率试验模拟了实际使用过程中发生的孔隙发生机制。本方法试验使用的气体主要有硝酸蒸气，二氧化硫，硫化氢，氯气等。镀层显微硬度的测定硬度是镀层的重要机械性能之一。镀层的硬度决定于镀层金属的结晶组织。为了消除基体材对镀层的影响和镀层厚度对压痕尺寸了限制，一般用显微硬度法。即采用显微硬度计上特制的金刚石压头，在一定静负荷的作用下，压入试样的镀层表面或剖面，获得相应正方角锥体压痕。然后用硬度上测微目镜将压痕放大一定倍率，测量其对压痕对角线长度。氢脆性的测试镀层脆性是镀层物理性能中的一项重要指针。脆性的存在往往会导致镀层开裂，结合力下降，乃至直接影响镀件的使用价值。镀层脆性的测试，一般通过试样在外力作用下使之变形，直至镀层产生裂纹，然后以镀层产生裂纹时的变形程度或挠度值大小，作为评定镀层脆性的依据。测定镀层脆性的方法有杯突法﹑静压挠曲法等。测定镀层韧性的方法有心轴变曲法等。镀层焊接性能的测试镀层焊接性是表示焊锡在欲焊在欲焊金属表面流动的难易程度。评定镀层焊接性的方法有流布面积法﹑润湿时间法和蒸汽考验法。1.流布面积法：本法是将一定质量的焊料放在待测试样表面上，滴上几滴松香异丙醇剂，放在加热板上加热至250℃，保持2分钟，取下试样，然后用面积仪检查计算焊料涂布面积。评定方法：流布面积愈大，镀层焊接愈好。2.润湿时间法：本法是通过熔融焊料对规定试样全部润湿的时间来区别焊接性。测试时，将10块一定规格的试样先浸以松香丙醇焊剂，再浸入250℃的熔融焊料中，浸入时间根据10块不同编号的试样，分别控制1~10S，然后立即取出。冷却后后检查试样是否全部被润湿，取后以全部被润湿的试样的最短时间，评定镀层焊接性能。一般以2S以内全部润湿以好，10S润湿为最差。3.蒸汽考验法：本法是将试样放在连续的水面上部(须防盖上的冷凝水滴在试样表面而影响测试)。试样与沸水相距100mm，与顶盖相距50mm。经过240h后，不管试样变色与否，让试样在空气中干燥，然后用流布面积法或润湿时间法测试，根据结果评定合格与否。镀层内应力测量镀层内应力是指在没有外加载荷的情况下，镀层内部所具有的一种平衡应力。这种应力是在电镀过程中受到一些沉积因素的影响，引起金属晶格缺陷所致。镀液中的某些金属离子，阴离子，以及有机添加剂，都会显著增加镀层的内应力。镀层内应力会导致镀层在储存、使用过程中产生气泡、开裂、剥落等现象，在外力作用时，还会引起应力腐蚀和降低疲劳强度等。测定镀层内应力的方法有：弯曲阴极法，刚性平带法，螺旋收缩仪法等。表面接触电阻测量接触电阻是指电流通过接触点时在接触处产生的电阻，它是收缩电阻和膜电阻之和。收缩电阻是指电流通过接触面时，因电流线急剧收缩而产生的电阻，膜电阻是指触电表面膜所产生的电阻。接触电阻是连接器，继电器，开关等电子元气件的重要性能指标之一。接触电阻非常小，一般在微欧姆至几欧姆之间。接触电阻的测试方法主要有电桥法，伏安法。耐蚀性测试耐蚀性是指电镀产品抵抗环境条件侵蚀的能力，它是镀层的重要性能指标之一。不管是防护性镀层，还是装饰性镀层、功能性镀层，对镀层在一定环境下的耐蚀性都有严格要求。因为一旦镀层被腐蚀，产品就无法发挥其应有的功能。耐蚀性测试是考核镀层性能，评价产品使用寿命的重要手段，对保证产品的安全使用具有重要的意义。镀层耐蚀性测试方法有户外暴晒试验和人工加速腐蚀试验。户外暴晒试验对鉴定户外使用的镀层性能和电镀工艺特别有用，其试验结果通常可作为制定厚度标准和电镀工艺特别有用。人工加速腐蚀试验是为了快速鉴定镀层的质量，如孔隙率、厚度是否达到要求，镀层是否有缺陷，镀前预处理和镀后处理得质量等。但它无法表征和代替镀层的实际腐蚀环境和腐蚀状态，试验结果只提供相对性依据。人工加速腐蚀试验方法有：中性盐雾试验（NSS试验），醋酸盐雾试验（ASS试验），铜加速醋酸盐雾试验（CASS试验），腐蚀膏腐蚀试验（CORR试验），周期浸润腐蚀试验，电解腐蚀试验（EC试验），二氧化硫腐蚀试验，硫化氢腐蚀试验，湿热试验等。