Anna Lewińska-Romicka - Badania Nieniszczące

Anna Lewińska-Romicka
Metody pomiaru grubości powłok
1. Przegląd metod
Przedstawiony zostanie cykl artykułów, dotyczących zagadnień pomiarów grubości powłok,
warstw wierzchnich i taśm.
W niniejszym artykule zostanie przedstawiony przegląd metod pomiarów grubości powłok.
Szczegółowy opis metod pomiarów, przetworników, warstwomierzy i ich zastosowań podano
w książce A. Lewińskiej-Romickiej, pt.: „Pomiary grubości powłok”, wydanej przez Biuro
Gamma z Warszawy [15].
Pomiary grubości warstw wierzchnich, powłok oraz taśm mają zastosowanie w przemyśle
rakietowym, metalowym, samochodowym (np. do pomiarów grubości pokryć chromu, pokryć
grafitowanych i stopami niklu - na cylindrach, tłokach i łożyskach), w zakładach
nakładających powłoki galwaniczne i powłoki malarskie, w przemyśle tworzyw sztucznych
(pomiary grubości folii), w przemyśle elektrotechnicznym i elektronicznym (np. pomiary
grubości pokryć złotem, srebrem i rodem złącz, pomiary grubości „solder - maski” i ścieżek
miedzi, również poprzez „solder - maskę”), w przemyśle komputerowym (kontrola cienkich
pokryć złotych, cynowych, cynowo - ołowiowych, miedzianych, pomiar grubości „solder maski” i pokryć foto - ochronnych), w przemyśle pracującym na potrzeby telekomunikacji,
w przemyśle chemicznym, w przemyśle opakowań oraz w zakładach wytwarzających takie
dobra konsumpcyjne, jak np. ozdoby jubilerskie, naczynia i nakrycia stołowe (kontrola
grubości pokryć dekoracyjnych i emalierskich).
Dalej używany głównie będzie stosowany termin powłoka.
Może być mierzona: grubość powłok jedno-, dwu- i trójwarstwowych. Może być mierzona
grubość powłok jednoskładnikowych oraz grubość powłok, wykonanych ze stopów dwu- i
trój-składnikowych.
Grubości powłok zawierają się zwykle od setnych części milimetra do kilku (lub więcej)
milimetrów [5].
Pomiary grubości powłok mogą być wykonywane:
•
metodami badań nieniszczących:
magnetyczną,
elektromagnetyczną,
prądów wirowych,
spadku potencjału,
β - odbiciową (metoda radiometryczna),
fluorescencji promieniowania X (metoda radiometryczna),
•
metodami badań niszczących:
kulometryczną,
mikroskopową,
mikroskopową z zastosowaniem mikroskopu skaningowego,
profilometryczną,
interferencyjną Fizeau,
wagowymi (całkowitego rozpuszczania).
Przykłady zastosowań najczęściej stosowanych metod nieniszczących pomiarów grubości
powłok i metody kulometrycznej pomiarów niszczących podano w tablicy 1. W tablicy 1
podano szczegółowe zestawienie aplikacji metod badań nieniszczących: magnetycznej,
elektromagnetycznej, prądów wirowych, β - odbiciowej i fluorescencji promieniowania X
oraz metody kulometrycznej – w ich przykładowych zastosowaniach do pomiaru grubości
powłok z różnych materiałów, naniesionych na podłoża z różnorodnych materiałów.
Tablica 1
Wybrane przykłady aplikacji najczęściej stosowanych metod nieniszczących pomiarów
grubości powłok i metody kulometrycznej pomiarów niszczących
Rodzaje / materiały powłok
-
-
Rodzaje materiałów
podłoża
Metoda badań
(dokładność
pomiaru1)
Metody badań nieniszczących:
- Ferromagnetyczne (stal)
Metale
nieferromagnetyczne,
Magnetyczna
(≤ ± 10 %)
Nikiel (elektroosadzany), - Nieprzewodzące lub
nieferromagnetyczne
złoto
albo ferromagnetyczne
Nieferromagnetyczne
- Ferromagnetyczne
Elektromagnetyczna
(≤ ± 3 %)
- Metalowe
Nieprzewodzące prądu
nieferromagnetyczne
elektrycznego,
- Metalowe
Powłoki metalowe
Prądów wirowych
(≤ ± 10 %, ew. ≤ ± 6 %)
nieferromagnetyczne
nieferromagnetyczne,
- Dobrze przewodzące
Powłoki metaliczne źle
nieferromagnetyczne
przewodzące
Miedź
- Wielowarstwowe, np. Spadku potencjału
laminaty
- Metale i niektóre
Nieprzewodzące prądu
niemetale
elektrycznego: malarskie,
β - odbiciowa
ceramiczne, z tworzyw
(≤ ± 6 %, gdy Za - Zb ≥ 20);
sztucznych,
(≤ ± 10 %, gdy Za - Zb < 20)
Metalowe, w tym powłoki o - Inne metale, niemetale
(Za – liczba atomowa powłoki;
zbyt dużych grubościach,
Zb - podłoża)
które nie mogą być
mierzone metodą
fluorescencji
promieniowania X
1 Wymagana przez normy. Dokładność pomiaru, z błędem wzorca nie większym niż ....
- Powłoki jedno-, dwu- i
trójwarstwowe, powłoki ze
stopów dwu- i
trójskładnikowych, np.
- Zn, Ni, Cr, Cu, Ag, Au, Sn,
- SnPb, ZnNi i NiP,
- Cr/Ni/Cu
- Powłoki jedno-, dwu- i
trójwarstwowe (powłoki
prawie ze wszystkich
metali),
- np. powłoki Cr/Ni/Cu
- Stal, mosiądze, brązy,
tworzywa sztuczne
Fluorescencji promieniowania X
(≤ ± 6 % przy różnicy liczb
atomowych ≥ 20;
≤ ± 10 % przy różnicy liczb
atomowych < 20
- np. stal,
- stal,
- tworzywa sztuczne lub
stal
Metoda badań niszczących:
- stal, nikiel, aluminium,
cynk, miedź, niemetale
Kulometryczna
- na stali lub tworzywie
sztucznym
Przy pomiarach grubości powłok, zależnie od przyjętej metody pomiaru, są istotne takie
parametry podłoża, jak: przenikalność magnetyczna, przewodność elektryczna, współczynnik
odbicia lub współczynnik pochłaniania promieniowania jonizującego oraz cechy
geometryczne: wielkość powierzchni, grubość, promień krzywizny, chropowatość i kształt.
Materiały powłok i materiały podłoży (obiektów) mogą mieć bardzo różne własności
fizykochemiczne. Obiekty z powłokami mogą mieć różne kształty i wymiary. Pomiary
grubości powłok są wykonywane dla powierzchni płaskich i zakrzywionych: wklęsłych i
wypukłych, w tym w odniesieniu do obiektów o kształcie walcowym (np. rur) i dla obiektów
o skomplikowanych kształtach. Pomiary grubości powłok mogą być prowadzone w otworach
i we wgłębieniach obiektów. Pomiary te są wykonywane dla obiektów o gładkiej lub o
chropowatej powierzchni.
Pomiary grubości powłok są prowadzone przy ręcznym prowadzeniu przetwornika (pomiary
wyrywkowe) lub w sposób zautomatyzowany, przy kontroli masowej (pomiary 100 %), on –
line.
Metody: magnetyczna, elektromagnetyczna, prądów wirowych i spadku potencjału należą do
grupy metod elektromagnetycznych.
Metody te polegają na użyciu i na pomiarach parametrów odpowiednio: otrzymywanego pola
magnetycznego lub na pomiarach parametrów wyjściowych sygnałów przetworników.
Warstwomierze, pracujące z wykorzystaniem tych metod, różnią się:
- rodzajem wzbudzenia (rodzajem pól magnetycznych),
- częstotliwością pola wzbudzającego,
- wielkością wyjściową (wielkościami wyjściowymi),
- stosowanymi przetwornikami.
W przypadku aplikacji metody magnetycznej i metody elektromagnetycznej powłoka stanowi
tzw. „szczelinę” w obwodzie magnetycznym, jaki jest tworzony przez: podłoże, powłokę i
źródło pola.
W przypadku aplikacji metody prądów wirowych powłoka powoduje „oddalenie” przetwornika
od podłoża.
Właściwie obecność „szczeliny”, czy też „oddalenie” przetwornika, od podłoża, są to podobne
czynniki. Wyróżniono te pojęcia, ze względu na terminologię, przyjętą w dotychczasowej
literaturze.
W przypadku aplikacji metody spadku potencjału powłoka wprowadza rezystancję pomiędzy
odpowiednimi biegunami sondy pomiarowej.
Pole, wzbudzające przetworniki, może być stałe, jak to ma miejsce przy zastosowaniach
metody magnetycznej lub zmienne - przy aplikacjach metody elektromagnetycznej, metody
prądów wirowych i metody spadku potencjału.
Przy aplikacjach metody magnetycznej i metody elektromagnetycznej, pomiarom podlegają
parametry pola magnetycznego rozproszenia (tj. pola magnetycznego w powietrzu, nad
obiektem), odpowiednio stałego lub zmiennego.
Przy aplikacjach metody spadku potencjału pomiarowi podlega spadek napięcia pomiędzy
odpowiednimi elektrodami przetwornika.
Przy aplikacjach metody prądów wirowych pomiarom podlegają parametry sygnałów
(składowych impedancji lub składowych napięcia) przetworników wiroprądowych,
wywołanych przez „oddalenie” przetwornika, od materiału podłoża.
Przy aplikacjach metod magnetycznej, elektromagnetycznej, prądów wirowych oraz metody
spadku potencjału – do pomiaru grubości powłok - wymagany jest jednostronny dostęp do
obiektu (tj. do powłoki).
Przy pomiarach grubości powłok metodą magnetyczną, metodą elektromagnetyczną i metodą
prądów wirowych materiały powłok muszą istotnie różnić się od materiału podłoża, pod
względem przewodności elektrycznej i / lub przenikalności magnetycznej.
Ograniczeniami, w pomiarach grubości powłok metodą magnetyczną, a szczególnie
metodą elektromagnetyczną i metodą prądów wirowych są: minimalna grubość podłoża,
minimalna średnica miejsca obiektu, na którym przeprowadza się pomiar oraz kształt i
chropowatość powierzchni obiektów.
Metody radiometryczne, w ich zastosowaniach m. in. do pomiarów grubości obiektów, dzielą
się ogólnie na metody:
-
Absorpcyjną. Źródło i detektor promieniowania są umieszczane po przeciwnych stronach
obiektu. Mierzone są parametry promieniowania pierwotnego,
-
β - odbiciową („rozproszeniową”). Źródło i detektor promieniowania są umieszczane po
tej samej stronie obiektu. Mierzone są parametry rozproszonego promieniowania
pierwotnego,
-
Fluorescencji promieniowania X. Źródło i detektor promieniowania są umieszczane po
tej samej stronie obiektu. Mierzone są parametry promieniowania wtórnego
(fluorescencyjnego promieniowania X).
Przy pomiarach grubości powłok, z wykorzystaniem metod radiometrycznych, mierzy się
właściwie tzw. masę powierzchniową (gramaturę). Radiometryczne warstwomierze do
powłok mogą być uważane za mierniki grubości powłok w przypadku, gdy 1/ są znane liczba
atomowa i gęstość mierzonych materiałów lub gdy 2/ warstwomierze są skalowane z użyciem
wzorców z powłokami, wykonanych z materiałów o liczbie atomowej i gęstości identycznej,
jak dla materiału mierzonego. Wynik pomiaru grubości powłok jest podawany w jednostkach
grubości lub w jednostkach masy powierzchniowej. Masa powierzchniowa (gramatura) jest to
iloczyn gęstości (tj. masy jednostki objętości) materiału i jego grubości.
W przypadku pomiarów grubości powłok metodą β - odbiciową cząstki powracają do
obszaru, z którego zostały wyemitowane. Następuje rozproszenie wsteczne (odbicie
promieniowania) [3, 28]. Przy stosowaniu metody beta - odbiciowej istotne są relacje
pomiędzy natężeniem promieniowania rozproszonego przez materiał mierzonej powłoki lub
materiał, stanowiący jego bezpośrednie podłoże.
W przypadku pomiarów grubości powłok metodą fluorescencji promieniowania X istotne jest
to, że zależnie od metody badań, promieniowanie jonizujące powoduje wzbudzanie
promieniowania fluorescencyjnego w powłoce lub odpowiednio w podłożu, przy czym
promieniowanie to ulega osłabieniu w powłoce.
Ogólnie, pomiary parametrów promieniowania jonizującego mogą być wykonywane z
użyciem komór jonizacyjnych, liczników Geigera-Müllera, liczników scyntylacyjnych i
detektorów półprzewodnikowych [3].
W niektórych przypadkach badań diagnostycznych, polegających na pomiarach, poprzez np.
pokrycia malarskie, pozostałej grubości ścianki obiektów, jakie uległy korozji lub erozji, jest
stosowana metoda ultradźwiękowa badań nieniszczących. Przy „okazji” może być wówczas
mierzona grubość tych pokryć. Metoda ultradźwiękowa jest też np. stosowana w przypadku
pomiaru grubości warstw zoksydowanych, w rurach systemów grzewczych [21]. Do pomiaru
grubości cienkich warstw (półprzewodniki, tlenki azotu, warstwy nakładane chemicznie)
może być stosowana refraktometria ultradźwiękowa.
Przy aplikacjach metod magnetycznej, elektromagnetycznej, prądów wirowych, spadku
potencjału, β - odbiciowej i fluorescencji promieniowania X oraz ultradźwiękowej – do
pomiaru grubości powłok - wymagany jest jednostronny dostęp do obiektu (tj. do powłoki).
Natomiast przy aplikacjach radiometrycznej metody absorpcyjnej, w jej zastosowaniach do
pomiaru grubości obiektów, jest konieczny dostęp dwustronny. W szczególności dotyczy to
pomiaru grubości obiektów, w przypadku występowania w nich ubytków korozyjnych.
Przy pomiarach grubości powłok metodami radiometrycznymi materiały powłok muszą
różnić się od materiału podłoża, pod względem liczby atomowej.
Pomiary grubości powłok, z wykorzystaniem opisanych w artykułach metod, są pomiarami
względnymi, porównawczymi. Przed przystąpieniem do pomiarów konieczne jest
wzorcowanie warstwomierzy. W większości przypadków wzorcowanie jest dwupunktowe:
dla początku i końca zakresu pomiarowego, np. na materiale podłoża – tj. bez pokrycia oraz
dla określonej grubości powłoki (stosownie do zakresu pomiarowego) lub dla dwóch grubości
danej powłoki, na określonym podłożu. Czasami wykonuje się wzorcowanie wielopunktowe.
Wzorcowanie warstwomierzy jest często wykonywane na danym obiekcie. Używa się w tym
celu folii o wzorcowych grubościach, umieszczanych na określonym podłożu, na którym
naniesiona jest powłoka o interesującej grubości. Dzięki tak przeprowadzanemu wzorcowaniu, w
znacznym stopniu, jest zmniejszany wpływ parametrów, związanych z geometrią obiektów i z
własnościami fizykochemicznymi materiałów podłoży. Po przeprowadzonym wzorcowaniu
wskazania warstwomierzy są w zasadzie zależne tylko od grubości mierzonych powłok. Pomiary
grubości powłok są oczywiście tym dokładniejsze, im dokładniejsze jest wzorcowanie
warstwomierzy.
Pomiary grubości cienkich powłok mogą być wykonywane metodą elipsometryczną. W
elipsometrii wykorzystuje się analizę polaryzacyjną światła odbitego [30]. Przedmiotem
analizy jest stan polaryzacji liniowo spolaryzowanej monochromatycznej wiązki światła, w
wyniku jej padania na badany obiekt. Analizowane są parametry, opisujące stan polaryzacji
światła odbitego od powierzchni lub światła wnikającego przez granicę ośrodków do
warstwy, w tym do warstwy przejściowej znajdującej się pomiędzy dwoma materiałami i
następnie załamanego oraz odpowiednio załamanego / odbitego od kolejnych granic
ośrodków.
Alternatywą nieniszczących pomiarów grubości powłok metalowych, na podłożach metalowych i
niemetalowych, są, jak już zaznaczono, pomiary niszczące.
Metoda kulometryczna pomiarów niszczących pozwala na przeprowadzanie pomiarów grubości
powłok jedno-, dwu- i trójwarstwowych. Pomiary kulometryczne polegają na elektrolitycznym
oddzielaniu materiału powłoki od podłoża, przy zapewnionej kontroli prądu. W ten sposób mogą
być m. in. mierzone grubości powłok srebrnych i cynowych na niklu, stali i miedzi, powłok niklu,
chromu, miedzi i cynku na stali, aluminium i niemetalach oraz powłok cynku, cyny, niklu, miedzi
i srebra, np. na drutach, a także np. pokryć potrójnych: chrom/nikiel/miedź na podłożu ze stali lub
na podłożu z tworzywa sztucznego. Z wykorzystaniem metody kulometrycznej jest możliwe
przeprowadzanie szybkich pomiarów grubości powłok wielowarstwowych.
Niektóre warstwomierze kulometryczne pozwalają na pomiar grubości warstw w zakresie od
0,015 µm do 7 µm.
Według normy PN-EN ISO 2177: 1997 aparatura i metodyka pomiarów grubości powłok metodą
kulometryczną powinny zapewniać uzyskanie dokładności pomiarów ±10 %.
Do metody kulometrycznej odnoszą się normy PN-EN ISO 2177: 1997, DIN EN 2177 i ASTM
B504.
Pomiary grubości powłok wielowarstwowych mogą być także przeprowadzane metodą
fluorescencji promieniowania X badań nieniszczących.
Zakres pomiaru grubości powłok metodą kulometryczną, przy zapewnieniu dużych dokładności
pomiaru, zawiera się w granicach od 0,05 µm do 40 µm.
Mają miejsce przypadki, gdy wdrażaniu nieniszczących pomiarów grubości niektórych
powłok, np. powłok z niklu na stali metodą magnetyczną, wzorcowanie grubościomierzy
wymaga zastosowania metody nadrzędnej, np. metody kulometrycznej (badań niszczących)
lub metody fluorescencji promieniowania X (badań nieniszczących).
Metody optyczne są w szczególności stosowane do pomiaru grubości powłok przezroczystych
lub są realizowane z wykonaniem zgładów metalograficznych. Pomiary grubości powłok metodą
mikroskopową (według PN-EN ISO 1463: 1997) polegają na pomiarach, na odpowiednio
przygotowanych zgładach, z użyciem mikroskopów o powiększeniach x 100, x 500, x 1000, z
integralnymi skalami. Wymagane są dokładności pomiaru wynoszące co najmniej ± 10 % lub ± 1
µm.
Metoda mikroskopowa, z użyciem mikroskopu skaningowego (SEM) pozwala na uzyskanie
zdolności rozdzielczej przy pomiarach grubości powłok, 50 nm lub lepszej. Konieczne jest
przygotowanie próbek, analogicznie, jak przy typowych badaniach metalograficznych [ISO
9220: 1998].
Metoda profilometryczna jest wykorzystywana w pomiarach miejscowej grubości powłok
jedno- lub wielowarstwowych [EN ISO 4518: 1995].
Metoda interferencyjna2 Fizeau [BS EN ISO 3868: 1995] może być stosowana do
pomiarów grubości powłok metalowych i innych powłok nieorganicznych. Metoda ta polega
na całkowitym rozpuszczeniu małego obszaru powłoki, bez naruszenia podłoża. Uformowany
zostaje w ten sposób „stopień” powłoka – podłoże. Na odsłonięty fragment podłoża i na
powłokę nakładana jest warstwa odbijająca światło. Wysokość tak uformowanego „stopnia”
jest mierzona przy wykorzystaniu interferometru o wielu (konkretnie dwóch) wiązkach.
Stosowane jest przy tym źródło światła monochromatycznego. Nakładanie wiązek światła
zachodzi z użyciem lustra, stanowiącego płytkę odniesienia. Przy odpowiednim ustawieniu
lustra, względem powierzchni obserwowanej, uzyskuje się prążki interferencyjne, mające
postać równoległych linii. Mierzy się przesunięcie pomiędzy prążkami i odległość między
nimi. Dokładność pomiaru grubości powłok, w zakresie 0,002 µm ÷ 0,01 µm, wynosi zwykle
± 0,001 µm.
Pomiary grubości powłok metodami wagowymi (całkowitego rozpuszczania) polegają na
chemicznym rozpuszczaniu powłok metalowych i na pomiarze ubytku masy, z odpowiednio
wybranej powierzchni, z użyciem wag analitycznych. Metody te pozwalają na określanie
średniej grubości powłok jednowarstwowych. Metody wagowe są stosowane do pomiaru
grubości powłok konwersyjnych (fosforanowych na podłożach z żelaza i ze stali, cynku i
kadmu, aluminium i jego stopów oraz chromianowych na podłożach z cynku i kadmu,
aluminium i jego stopów). Dokładność pomiaru powinna wynosić co najmniej ± 5 %. Dla
uzyskania takiej dokładności konieczny jest pomiar powierzchni próbek pomiarowych, z
dokładnością co najmniej ± 1 % [PN-EN ISO 3892: 1997].
Ogólne wytyczne odnośnie do pomiarów grubości powłok zawarto w normie PN-EN ISO
2064: 1997.
W artykułach, za normą PN-EN ISO 2177:1997, używany jest termin warstwomierz, na
określenie miernika grubości powłok.
2. Zestawienie zastosowań metod pomiaru grubości powłok
W tablicy 2 podano zestawienie możliwości i zastosowań najbardziej rozpowszechnionych metod
badań nieniszczących i badań niszczących metodą kulometryczną – do pomiaru grubości powłok
z różnych materiałów, naniesionych na podłoże z różnorodnych materiałów.
2
Interferencja jest to zjawisko oddziaływania na siebie (interferowania) dwóch fal świetlnych. Zależnie od różnicy faz obu fal, w
niektórych miejscach fala wynikowa jest wzmocniona, a w innych osłabiona. Interferometry są to przyrządy optyczne, w których
wykorzystuje się zjawisko interferencji światła – do różnych pomiarów, przede wszystkim do dokładnych pomiarów wielkości
geometrycznych, np. długości, a także grubości powłok. Zasada pomiaru interferometrem polega na rozdwajaniu wiązki światła,
wychodzącej z jednego źródła, na dwie wiązki, które są doprowadzane do interferometru. Obserwuje się prążki, powstające w wyniku
interferencji fal.
Tablica 2
Zestawienie typowych zastosowań metod badań nieniszczących i badań niszczących metodą kulometryczną
– do pomiaru grubości powłok z różnych materiałów, naniesionych na podłoża z różnorodnych materiałów
(na podstawie materiałów firmy Helmut Fischer® GmbH + Co)
Powłoka
Podłoże
Aluminium
Eloksalowane,
chromianowane,
fosforanowane
Emalia,
farba, guma,
Złoto
tworzywo
sztuczne
Nikiel
Kadm
Miedź
Soldermaska
B, Q,
X
B, Q,
X
B, Q, X
B, X
*
B, Q,
X
B, X
B, E,
Q, X
Ołów
Chrom
*
B, Q, X
E
B, E
B, E, Q
B, Q, X
B, E, Q,
X
B, Q, X
-
Aluminium
i jego stopy
Szkło, ceramika,
tworzywa
sztuczne
Złoto
Wolfram,
molibden, itp.
Kowar
B, Q, X
X
B, Q, X
B, X
-
B
B
*
X
(B), X
B, M, Q, X
B, M,
Q, X
M, Q, X
-
B, M
B, X
Miedź i jej stopy
B, X
B, Q, X
E, Q, X
E
B, E
B, X
*
B, X
B, E, X
E
B, E
B, X
B, Q, X
B, Q, X
B, Q, X
-
B, E
B, X
B, M, M, Q, X
Q, X
B, Q, X
Q, X
M
B, E
B, M
-
B, E
B, X
B, M,
X
B, X
Magnez i jego
stopy
Nikiel
Srebro
Stal, żeliwo
Stale
austenityczne
Tytan i jego
stopy
Cynk i jego
stopy
bezprądowo)
Pallad
Rod
Srebro
Cynk
Cyna
B, Q,
X
B, Q,
X
B, Q,
X
B, Q,
X
B, Q, X
B, X, E
B, Q, X
X
B, X
B, Q, X
B, Q, X
B, N, Q, X
B, Q, X
B, X
B, X
B, X
B, Q, X
B, X
X
B, X
B, N, X
B, X, E
B, X
(B), X
(B), X
B, X
(B), X
B, X
B, X
B, M,
Q, X
M, Q,
X
B, M, Q,
X
M, Q, X
N, Q, X
Q, X
B, M,
X
B, M, X
B, M,
Q, X
M, Q,
X
B, M,
Q, X
B, Q,
X
B, X
(Q, X)
B, Q, X
X
N, Q, X
X, E
B, X
B, X
B, X
(B),
X
B,
M,
X
B, X
B, X
B, X
B, X
B, X
B, X
B, X
B, N, X
B, X
B, X
X
B, X
B, X
B, X
B, X
Q, X
B, Q, X
X
*
*
B, X
B, X
B, X
B, Q, X
B, X
M, Q,
X
Q, X
B, M, Q,
X
B, Q, X
M, Q, X
(E), Q, X
E
Q, X, M
B, M, X
X
B, X
Q, X
N, Q, X
Q, X
X
B, M,
X
B, X
B, X
B, X
*
B, M,
Q, X
B, Q, X
M, Q,
X
Q, X
B, Q, X
B, Q, X
B, X
B, N, X
X
B, X
*
B, X
B, X
B, X
B, Q,
X
B, M,
Q, X
B, Q,
X
B, X
Q, X
B, X
X
N, X
X
B, X
B, X
B, X
B, X
*
B, X
X
B, X
X
E
B, E
B, X
B, X
B, X
E, X
E
B, E
B, X
B, X
B, Q, X
Nikiel
(ferromagn.)
Powłoki
osadzane
metodami:
PVD1
i CVD2
B, N, Q,
X
B, X
B, Q,
X
B, M,
Q, X
B, Q,
X
B, X
B, M, Q, X
Mosiądz
(osadzany
* – niemierzalne
- – powłoki nie spotykane w praktyce
( ) – metoda o ograniczonych zastosowaniach
Metody: B – β - odbiciowa,
E – prądów wirowych,
M – elektromagnetyczna,
N – magnetyczna,
Q – kulometryczna,
X – fluorescencji promieniowania X.
1: PVD – ang.: Physical Vapour Deposition - fizyczne osadzanie z fazy gazowej,
2: CVD – ang.: Chemical Vapour Deposition - osadzanie warstw z fazy gazowej z udziałem reakcji chemicznej
3. Bibliografia
1. Antoniak W., Kowalska E., Krawczyńska B., Zakrzewska D.: Nowe radiometryczne
mierniki grubości warstw. Materiały XIX Krajowej Konferencji Badań Nieniszczących,
Szczyrk 1990
2. Besztak K., Jezierski G.: Radiometryczne metody pomiary grubości powłok. Czasopismo
internetowe Badania nieniszczące, nr 10, 2004
3. Biestek T., Sękowski S.: Metody badań powłok metalowych, WNT Warszawa 1973
4. Brudzewski K.: Wstęp do elipsometrii. Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa
1983
5. Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali. WNT, Warszawa 1996.
6. Cost H., Deutsch V., Ettel P., Platte M.: Pomiar głębokości pęknięć – aktualna technika
pomiarowa. Publikacja firmy Karl Deutsch.
7. Dybiec C.: Nieniszcząca kontrola warstw utwardzonych metodą prądów wirowych.
Materiały XIV Krajowej Konferencji Badań Nieniszczących, Kiekrz 1985
8. Dybiec C., Włodarczyk S.: Zakres zastosowania metody prądów wirowych w praktyce.
Materiały XXVI Krajowej Konferencji Badań Nieniszczących, Szczyrk 1997
9. Dziczkowska M.: Analiza błędów wyznaczania konduktywności i grubości cienkiej
niemagnetycznej folii metodą wiroprądową. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej.
Automatyka. Technika wiroprądowa w badaniach nieniszczących. Gliwice, Z. 111, 1993
10. Jezierski G.: Radiografia przemysłowa. WNT - Fundacja Książka Naukowo Techniczna, Warszawa 1993
11. Kowalska E., Sękowski S., Urbański P., Zawadzka M.: Fluorescencyjne metody
pomiaru grubości powłok, oznaczania składu stopów i analizy kąpieli galwanicznych.
Powłoki ochronne, nr 4-5, 42, 1982
12. Lewińska - Romicka A.: Badania magnetyczne. Podręcznik, t. I, t. II. Biuro Gamma,
Warszawa 1998
13. Lewińska - Romicka A.: Defektoskopia wiroprądowa. Poradnik. Biuro Gamma,
Warszawa 1997
14. Lewińska - Romicka A.: Badania nieniszczące. Podstawy defektoskopii. WNT,
Warszawa 2001
15. Lewińska - Romicka A.: Pomiary grubości powłok. Biuro Gamma, Warszawa 2001
16. Lewińska - Romicka A.: Wykrywanie nieciągłości i ocena własności materiałów metodą
wiroprądową. Dozór Techniczny, nr 6, 1998 i Materiały Seminarium Nieniszczące
badania materiałów, Zakopane 1998, org. Seminarium Pracownia Ultradźwiękowych
Badań Materiałów IPPT PAN i Biuro Gamma, Warszawa
17. Nondestructive Testing. Eddy current. Vol. I, vol. II. Applications, PH Diversified, Inc.,
Harrisburg, 1997
18. Nondestructive Testing Handbook. Vol. 3. Radiography & Radiation Testing. Bryant
L.E., McIntire P. - editors. Wyd. American Society for Nondestructive Testing, Second
Edition, 1985
19. Nondestructive Testing Handbook. Vol. 4. Electromagnetic Testing. McMaster R. C.,
McIntire P., Mester M. L. – editors. Wyd. American Society for Nondestructive Testing,
Second Edition, 1986
20. Nondestructive Testing Handbook. Vol. 7. Ultrasonic Testing. Birks A. S., Green R. E.,
Jr., McIntire P. – editors. Wyd. American Society for Nondestructive Testing, Columbus,
Ohio 1991
21. Novak V.: Dokładne pomiary grubości warstw zoksydowanych w rurach systemów
grzewczych w elektrowniach klasycznych. Badania materiałów, nr 1 (13), 2000
22. Oleś A.: Metody doświadczalne fizyki ciała stałego. WNT, Warszawa 1998
23. Rudnicki K., Langer A.: Kwalifikacja jakości warstwomierzy wiroprądowych i
elektromagnetycznych produkcji Z.A.E. i W.M. „INCO”. Materiały XVI Krajowej
Konferencji Badań Nieniszczących, Szczecin 1987
24. Sękowski S.: Nieniszczące metody pomiarów grubości powłok ochronnych. Instytut
Mechaniki Precyzyjnej. Branżowy Ośrodek Informacji Naukowo – Technicznej,
Warszawa 1981
25. Szummer A. (red.), Sikorski K., Kaczyński Ł., Paduch J., Stróż K.: Podstawy ilościowej
mikroanalizy rentgenowskiej. WNT, Warszawa 1994
26. Szymandera E.: Ocena efektów obróbki cieplno – chemicznej metodą prądów wirowych.
Materiały XIII Krajowej Konferencji Badań Nieniszczących, Porąbka - Kozubnik 1984
27. Urbański P.: Metody instrumentalne w diagnostyce technicznej. Postępy Techniki
Jądrowej, 24, 825, 1980
28. Urbański P.: Radiometryczne metody pomiarów grubości powłok. Instytut Chemii i
Techniki Jądrowej, Warszawa
29. Urbański P., Antoniak W.: Izotopowy miernik grubości powłok sterowany
mikrokomputerem. Zeszyty Naukowe Pol. Śląskiej, Seria Automatyka, 289, 76, 1989
30. Urbański P., Sękowski S.: Konkurencyjność metod radiometrycznych w nieniszczących
pomiarach grubości powłok. Powłoki ochronne, nr 5-6, 44, 1993
31. Zastawnik P.: Wiroprądowy miernik grubości nieferromagnetycznych warstw
przewodzących. Materiały XIX Krajowej Konferencji Badań Nieniszczących, Szczyrk
1990
W artykule wykorzystano materiały następujących instytucji i firm:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
AZ Industry Supplier z Warszawy
HELMUT FISCHER® GmbH + Co.KG, RFN
Instytut Chemii i Techniki Jądrowej z Warszawy
JOBIN YVON – SPEX Groupe HORIBA
Karl Deutsch, RFN
Krautkrämer GmbH & Co. oHG, RFN