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PATRON 电解式膜厚测定仪 介绍

更新时间:2025-10-17      浏览次数:15

一、工作原理:库仑法

电解式膜厚测定仪的工作原理基于库仑法,这是一种电化学溶解方法。其过程可以概括为:

  1. 建立电解池:将仪器配备的专用测量头(内含阳极)紧密压在待测涂层表面。测量头底部有一个橡胶圈,内部充满特定的电解液。这样,测量头(阳极)、涂层、金属基材(阴极)和电解液就构成了一个微型的电解池。

  2. 恒定电流电解:仪器施加一个恒定不变的电流。

  3. 局部溶解涂层:电流会促使电解液在测量头覆盖的微小区域内,从涂层表面开始向基材方向溶解涂层。由于电流恒定,溶解速率是均匀的。

  4. 检测终点:当涂层被完的全溶解,露出下方的金属基材时,电解池的电压会发生一个突跃式的变化。这个电压的突变点被仪器精确地检测到,并判定为溶解过程的终点。

  5. 计算厚度:仪器根据法拉第电解定律,通过恒定电流值(I)和从开始电解到电压突跃所经历的时间(t),自动计算出被溶解涂层的质量,再结合涂层的密度(ρ)和测量面积(S),即可精确得出涂层的厚度(δ)。

公式简化理解:厚度 ∝ 电流 × 时间


二、核心特点

PATRON 电解式膜厚测定仪之所以被广泛认可,源于其以下突出特点:

  1. 高精度与高分辨率

    • 特别适用于极薄涂层的测量,通常测量范围在0~40μm,对于1μm以下的涂层也能实现纳米级的分辨率,精度极的高。

  2. 破坏性极小

    • 虽然该方法会溶解掉一个微小的点(直径通常为1~3mm),但对产品的外观和整体性能几乎没有任何影响,因此被视为“微创"或“准无损"检测。测试点通常肉眼难辨。

  3. 直接测量,结果可靠

    • 与磁性法或涡流法等间接测量法不同,库仑法是直接通过溶解涂层来测量,结果不受基材材质、磁性、曲率等因素的影响,非常可靠。

  4. 操作相对简便

    • 现代PATRON仪器通常配备直观的液晶显示屏和菜单导航,用户只需选择正确的测量程序(预置了不同涂层/基材组合的参数),即可开始测量。

  5. 预置多种应用

    • 仪器内部预存了大量常见涂层/基材组合的测量程序(如钢上的铬、铜上的镍、铝上的阳极氧化膜等),用户无需手动输入密度等参数,大大简化了操作。

  6. 数据记录与输出

    • 高的端型号具备数据存储、统计计算(平均值、标准偏差等)功能,并可通过USB或蓝牙将数据传输到电脑或打印机,方便质量控制和报告生成。


三、主要型号简介

PATRON的产品线在不断更新,但一些经典和主流型号包括:

  • PATRON COATING-TESTER Σ / ΣF:这是非常经典的系列,功能全面,可靠性高,广泛应用于电镀和表面处理行业。

  • PATRON COATING-TESTER EMC-系列:更现代的型号,可能具备更大的屏幕、更快的处理速度和更便捷的数据管理功能。

  • 便携式型号:部分型号设计为便携式,配备内置电池,方便在生产线或仓库现场进行检测。


四、主要应用领域

PATRON电解式膜厚测定仪是以下行业的理想质量控制工具:

  • 电镀行业:测量螺丝、螺母、汽车零部件、卫浴五金等产品上镀锌、镀镍、镀铬、镀铜等多层镀层的单层厚度。

  • 铝型材与铝制品:测量铝材表面阳极氧化膜的厚度。

  • 涂料与喷涂:测量金属基材上的薄层油漆、清漆的厚度。

  • 电子元器件:测量引线框架、连接器等表面的薄层贵金属镀层(如金、银)。

  • 研究与开发:在实验室中用于新涂层工艺的开发与验证。


五、基本操作流程

  1. 准备工作:清洁待测样品表面,确保无油污、灰尘。选择合适的测量头和电解液。

  2. 仪器校准:使用已知厚度的标准片对仪器进行校准,以确保测量准确性(日常使用中需定期进行)。

  3. 选择程序:在仪器菜单中选择与待测样品匹配的涂层/基材组合程序。

  4. 进行测量:将测量头垂直、平稳地压在样品表面,按下开始键。仪器会自动完成电解、终点判断和厚度计算过程,并在屏幕上显示结果。

  5. 读取与记录:读取测量值,并可选择保存或打印数据。移动测量头至下一个测量点,重复操作。


六、优缺点总结

优点:

  • 对薄层测量精度无的与的伦的比。

  • 测量结果可靠,不受基材物理性质影响。

  • 微创检测,不影响产品商品性。

  • 适用于多种金属基材上的非导电涂层。

缺点:

  • 是破坏性检测:会在涂层上留下一个微小的溶解点。

  • 测量速度较慢:每个点需要几秒到几十秒的时间,不如磁性/涡流法快。

  • 消耗品:需要定期更换电解液和磨损的测量头。

  • 不适用于厚涂层:通常上限在40μm左右。

结论

PATRON电解式膜厚测定仪是表面处理行业中进行精密涂层厚度控制的黄金标准工具之一。它凭借其基于库仑法的高精度和可靠性,在需要对微米级乃至亚微米级涂层进行严格质量监控的领域,扮演着不可替代的角色。虽然它是一种微创检测方法,但其带来的精确数据价值,远远超过了那个微不足道的测试点。


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