Toto je starší verze dokumentu!
Tloušťka povrchových vrstev ovlivňuje jejich vlastnosti jako mechanickou a chemickou odolnost, a je základem dalších zkoušek. Při následném hodnocení kvality provedené ochrany patří tloušťka povlaku mezi základní, nepřímé ukazatele očekávané účinnosti provedené ochrany proti korozním vlivům vnějšího prostředí. Významnost, průkaznost a schopnost výpovědi naměřeného údaje tloušťky jako samostatného kritéria závisí na typu povlaku a mechanizmu jeho ochranného působení. Tloušťka přímo ovlivňuje bariérový efekt povlaku, jeho dokonalou celistvost, pórovitost i řadu fyzikálně-mechanických vlastností povlaku. Při hodnocení kvality představuje údaj tloušťky buď jeden z řady znaků jakosti, které ve svém celku dávají možnost odhadu očekávané životnosti a spolehlivosti ochrany, nebo v některých případech je přímo rozhodujícím měřítkem kvality. V souboru dílčích vlastností povlaku, které se podílí na jeho celkové kvalitě představuje tloušťka jeden ze znaků jakosti. Její významnost se liší podle mechanizmu ochranné funkce povlaku.
Princip coulometrieké metody spočívá v anodickém rozpouštění povlaku za řízených elektrochemických podmínek. Tloušťka povlaku je odvozena z Faradayova zákona v závislosti na prošlém náboji popř. době anodického rozpouštění povlaku. Coulometrická metoda je určena pro měření tloušťky galvanicky vyloučených povlaků. Lze ji použít pro většinu kombinací kovového povlaku naneseného na kovovém podkladu, nebo na izolantu v rozsahu od 0,2 mm do 50 mm. Předností metody a její výlučnou vlastností je možnost stanovení tloušťky jednotlivých vrstev vícevrstvých povlaků (např. kombinace Cr/Ni/Cu na ocelovém podkladu, vícevrstvé Ni povlaky). Mimo elektrochemicky vyloučené povlaky umožňuje metoda měření tloušťky povlaků vytvořených jinými technologiemi. Je vhodná pro povlaky nanesené chemicky, bezproudově (např. Ni) i pro tenké povlaky získané ponorem do roztaveného kovu. Umožňuje sledováni tloušťky difúzní mezivrstvy přechodu fáze povlak - podklad.
Měřený povlak se rozpustí ve zkušebním roztoku a tloušťka povlaku se vypočte z hmotnostního úbytku vzorku (při rozpuštění povlaku) a z povrchu vzorku. Tato metoda je použitelná pro stanovení průměrné tloušťky zinkových, kadmiových, měděných, mosazných a niklových povlaků na oceli - obvykle drobných předmětů a součástí. Ke stanovení je nutno vypočítat povrch předmětu v cm2. Hodnocený vzorek se zváží na analytických vahách, poté se vyloučený povlak rozpustí ve zkušebním roztoku a znovu zváží. Tloušťka povlaku se poté vypočte ze vzorce:
<html> <center></html>
[um]
<html> </center></html>
S - průměrná tloušťka povlaku [μm]
W1- hmotnost pokoveného předmětu [g]
W2- hmotnost předmětu po odstranění povlaku [g]
A - plocha pokoveného předmětu [cm2]
Tato univerzální destrukční metoda (ČSN 03 81561)) je od tloušťky povlaku 2 um uznávána
jako rozhodčí soudní metoda. Tloušťka se určuje přímým měřením na metalografickém výbrusu pod
mikroskopem. Pro zpřesnění měřené tloušťky je možno provádět šikmé výbrusy ev. sledovat tloušťku
povlaku tzv. probrusem (je možno použít brusného kotouče nebo ocelové kuličky s diamantovou pastou
(kalotest2)). Je to relativně nejpřesnější metodou (maximální chyba ± 1 %).
<html> <center></html>
<html> </center></html>
R - poloměr brusného kotouče
L1, L2 - délky podbrusů
Jedná se o destruktivní metodu stanovení průměrné tloušťky (ČSN 03 9046) pro různé kombinace povlak-podklad3) Tloušťka je určována u rozdílu hmotností povrchově upraveného výrobku a výrobku bez povlaku. Toho je možno dosáhnout chemickým nebo elektrochemickým rozpuštěním povlaku na základním materiálu.
Je jednoduchou metodou pro stanovení místní tloušťky od 2 do 10 µm (pro chrom od 0,06 do 1,2 µm). Počet kapek zkušebního roztoku (n) nutný k chemickému rozpouštění povlaku určuje místní tloušťku:
<html> <center></html>
<html> </center></html>
ki - převodní konstanta (závislá na teplotě)
Pro tenké povlaky dekorativního chrómu se měří doba t nutná k proleptání povlaku jednou kapkou. Na odmaštěný povrch se nanese kapka kapátkem nebo kapilárou. Při měření tloušťky povlaků Ni, Cd, Sn je doba reakce 30 s. U povlaků Cu, Zn, Ag se kapka ponechává reagovat 60 s. Po uplynutí reakční doby se kapka odsaje buničitou vatou a nanese další kapka. Doporučené složení zkušebních roztoků jsou v této tabulce:
Laboratorní metoda stanovení místní tloušťky povlaku min. 5 µm a plochy nad 0,5 cm2. Tloušťka
h se určuje z doby t chemického rozpouštění povlaku: h= k 2 .t
<html> <center></html>
<html> </center></html>
Přesnost měření závisí na uspořádání zkušebního zařízení, teplotě, stanovení konce měření a převodní konstantě k2.
Princip magnetické metody spočívá buď ve stanovení síly nezbytné k odtržení permanentního magnetu od feromagnetického povrchu (odtrhová verze metody) nebo určení změny rozložení magnetického pole po přiložení snímače na měřený povrch, popř. indikaci magnetického tahu buzeného permanentním magnetem. Magnetická metoda představuje nejjednodušší a nejpoužívanější způsob měření tloušťky nemagnetických (kovových i nekovových) povlaků nanesených na magnetický podklad. V praxi vytváření pasivních ochran pokrývá její aplikační oblast převážnou většinu organických povlaků, anorganických nekovových i kovových nemagnetických povlaků nanesených na oceli.
<html> <center></html>
<html> </center></html>
Podstata měření tloušťky spočívá ve zjišťování změny magnetického toku, který se uzavírá v obvodu snímače (metoda magnetické indukce). Střídavé elektromagnetické pole snímače je buzeno z pomocného zdroje elektrické energie. Oblast využití metody je zcela shodná s magnetickou metodou při měření tloušťky nemagnetických povlaků na oceli. Metoda však umožňuje měřit s přesností dosahující ± 3 % - je proto určena především pro laboratorní a náročnější měření. V současnosti se používá pouze metoda magnetické indukce.
Princip metody spočívá ve vyhodnocení zpětného působení vířivých proudů vznikajících v elektricky vodivém materiálu
při přiblížení cívky snímače napájené z vysokofrekvenčního zdroje.
Metoda dovoluje měřit kombinace povlak/podklad typů:
a - izolant /elektrický vodivý podklad,
b - elektricky vodivý povlak/izolant,
c - elektricky vodivý povlak/elektricky vodivý podklad.
Podmínkou účinného uplatnění v případě a je pouze výkon vysokofrekvenčního zdroje. Mezi nejobvyklejší aplikace patří měření Al2O3 na Al (rozsah 0 až 200 μm) a organických povlaků na vodivých nemagnetických materiálech (AI, Cu, Zn). V těchto případech musí být systém vybaven automatickou kompenzací vodivosti podkladu (obvyklé pro rozsahy 0 až 500 μm nebo 1000 μm - s přesností cca ± 5 %).
Uplatnění případě b (např. napařený kov na keramice) limituje hloubka vnikání vířivých proudů, která musí být větší než měřená tloušťka povlaku.
Kritériem vhodnosti použití pro případ c je podíl vodivosti povlaku a podkladu. Pro hodnotu poměru nižší než 0,7, nebo přesahující 1,2, lze metodu využít s dostatečnou rozlišovací schopností. Nejlepších výsledků se dosáhne při měření tloušťky vysoce vodivých povlaků nanesených na podstatně méně vodivém podkladu.