2024-01-22

应用案例 | 金属电镀件镀层厚度测量

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电镀技术广泛应用于需要金属制品的电子、汽车、家电等各个行业，各个行业的高速发展也带动了电镀技术的进步。通过电镀，可以改善金属部件的耐蚀、耐磨等表面性能，修复金属部件的尺寸，美化金属制品的外观从而提高其档次等。电镀件是否满足金属制品的功能要求，与其镀层的厚度息息相关。

本文就某个金属电镀件，采用金相法进行镀层厚度测量，为金属制品的电镀层厚度测量提供参考。该金属电镀件如下图所示。

图1.原始试样示意

01.手动研磨定位

样品外观是曲面，目标位置在图1所示表面上的红点。第一步需要将其磨平并磨近目标位置，使样品方便镶嵌，另一方面可降低镶嵌后的磨抛难度与工作量。研磨前做好点1和点2的标记，研磨时尽量将图1（右）的阴影部分磨去，靠近点1和点2，并保证点1和点2的切面与研磨面垂直。

02.镶嵌

样品测试目标是位于边缘处的镀层，需对它进行良好的镶嵌保护，避免后续研磨形成圆角，影响测量准确度。

镶嵌采用浇注冷镶嵌的方法，选用标乐型号为EpoKwick TM FC的环氧树脂及相应固化剂套装，这款树脂流动性很好、收缩率较低，对样品的保护效果很好。镶嵌流程如下图所示。

图2.镶嵌流程示意图

该过程还使用了型号为SamlKupTM的模杯，模杯直径为25 mm，并配合型号为Release Agent的脱模剂使用。

图3.金属电镀件镶嵌示意

03.磨抛

研磨与抛光采用标乐的手自一体磨抛机AutoMet 250 的半自动模式。主要参数如下表1所示。

表1.机械磨抛参数

表中步骤1-3是手动研磨的参数推荐，因为镶嵌后难以定位，因此手动研磨靠近1/2处后再镶嵌。3 µm（步骤5）及0.05 µm（步骤6）细抛步骤对样品的去除量极小，对后续测量的影响可忽略不计，因此镶嵌后可直接9 µm（步骤4）粗抛至1/2处，再继续用3 µm抛光液抛光，最后通过0.05 µm氧化铝抛光步骤可获得光亮平整的表面。 

04.显微观察和镀层厚度测量

最终拍照与测量结果如下图：

图5.点2在金相显微镜100X（即物镜10X）与 1000X（即物镜100X）下的形貌

05.备注

1） 镶嵌时要避免样品角度不对造成的误差；

2） 研磨抛光时要消除因为材料延展造成的误差；

3） 镀层多且厚度小，更精确的测量结果，可通过更高倍数的电镜获得；

4） 以上研磨与抛光参数仅供参考，可根据具体材料类型进行调整。

06.所用设备

AutoMet 250 适用于手动或自动样品制备，其简单灵活的操作，让用户可以轻松地应对多种应用需求。AutoMet 250 采用耐用结构设计以提高在频繁使用环境中的耐用性，而其独特的快速清洁以及丰富的操作功能，提高了用户操作的便利性。

Leica DM4 M金相显微镜，适用于材料科学和质量控制领域，能够提供真实、可再现的显微镜观察结果，呈现出色的光学性能以及高品质的图像。只需轻敲一个按钮，即可存储和恢复成像条件。利用高品质显微图像，能够轻松进行具有挑战性的检验、测量和分析任务。

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