金属电镀层确认的一些常用方法
金属电镀层一般是为提高金属零件在使用环境中的抗蚀性能;装饰零件的外表,使其光亮美观;提高零件的工作性能,如硬度、耐磨性、导电性、电磁性、耐热性等等。 案例b:根据谱图显示样品基材是碳钢,表面镀锌。同时可以看出镀层比较厚。约几十微米。
2. X射线能谱仪(EDS)法:这个一般适用于0.1um以上镀层。一般有二种模式,直接测试表面和金相制样后测试截面。
案例a:直接测试,这种需要知道基材是什么然后才可以判断表面镀层成分。客户告知样品为一含氟工作电极表面有镀层,根据谱图可以看出样品基材是一含氟电极表面镀铂。同时可以看出镀层比较薄,因为已经测试到基材元素。对于镀层大于0.3um一般不会出现这种情况,直接显示镀层含量一般在90%以上(不考虑空气中的碳和氧)。
案例b:金相制样后EDS线扫描测试,这种不需要知道基材是什么即可以判断表面镀层成分。根据谱图看出样品基材是钢表面镀镍。
3.X射线光电子能谱仪(XPS)法,这个适用于表面10nm以上的镀层,分析下线比较低。谱图是表面溅射10nm后的XPS谱图,根据谱图可以看出样品表面镀铬.(不考虑空气中的碳和氧).
二.复合镀层
1. X射线荧光光谱仪(XRF)法:这个一般适用于0.1um~几十um复合镀层。主要需要客户告知镀层的电镀情况,即第一层镀什么,第二层镀什么,同时镀层不能太厚,太厚时需要慢慢打磨镀层然后能XRF确认。如何客户不告知每一层具体成分的话,只有自己根据经验判断。
案例a:客户声称样品基材是锌合金表面电镀铜然后在镀锡,根据谱图显示样品基材是是锌合金表面电镀铜然后在镀锡。
2. X射线能谱仪(EDS)法:这个一般适用于0.3um以上镀层。金相制样后测试截面。
案例:金相制样后EDS线扫描测试,根据谱图看出样品基材是铜表面镀镍后在镀铬。
3.X射线光电子能谱仪(XPS)法,这个适用于表面10nm以上的镀层,分析总厚度小于2μm。如果大于2μm就可以建议用其他方法测试了。因为大于2μm分析时间就比较长,成本比较高。按照一分钟溅射10nm,2μm的镀层就需要3个多小时了。还不算分析时间。
案例:样品为一太阳镜表面膜层深度剖析。根据测试谱图可以计算出从表面开始膜层为MgF(22nm)/TiO2(44nm)/MgF(22nm)/TiO2(44nm)/ MgF(110nm)。
总结
镀层类型 | 测试方法 | 测试范围 | 测试周期 | 测试成本 | 测试准确度 | |
单一镀层 | X射线荧光光谱仪 (XRF)法 | 0.1μm以上 | 快速 | 低 | 适当(镀层太薄是比较困难) | |
X射线能谱仪(EDS)法 | 直接法 | 0.1 μm以上 | 中速 | 中 | 适当(镀层太薄是比较困难) | |
截面法 | 0.3 μm以上 | 中速 | 高 | 准确 | ||
X射线光电子能谱仪 (XPS)法 | 10nm以上 | 慢 | 高 | 准确 | ||
复合镀层 | X射线荧光光谱仪 (XRF)法 | 0.1μm~几十μm | 快速 | 低 | 低 | |
X射线能谱仪(EDS)法 | 0.3 μm以上 | 慢 | 中 | 准确 | ||
X射线光电子能谱仪 (XPS)法 | 10nm~200nm | 慢 | 高 | 准确 |