第15讲-第11章-电镀层性能的测定
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应发生明显的变化，可以此来指示溶解的终点。
溶解法
是将试样在适当的溶液中溶解，可以只溶解镀 层，对基体不浸蚀，对溶解前和溶解后的试样 分别称重，来确定镀层的质量；
也可以只溶解基体，对镀层不浸蚀，溶解后对 镀层称重。根据质量、密度和面积，计算出试 样上镀层的平均厚度。
金相显微镜法
按照金相制备试样的要求，制备镀层的横断面， 并对镀层进行必要的镶嵌、抛光和适当的浸蚀 ，利用金相显微镜，在放大了的镀层横断面图 像上测量镀层厚度。
涡流法主要用于铝、铜、黄铜、奥氏体不锈钢 等具有良好导电性的基体上绝缘的涂层、树脂 、氧化物等厚度的测定，也就是用于测量非磁 性金属上非导电层的厚度。
涡流法
涡流法是用高频交流电在金属表面产生涡流， 涡流的深度与电流频率的平方根成反比，与金 属的电阻率成正比。
涡流法
因此，在一定的频率下，表面层产生的涡流深 度只与有电流通过的表面层的电导率有关，即 涡流振幅和相位是导体(基体）与测量探头之间 非导电层厚度的函数，所以测定涡流的大小， 可间接地测定镀层的厚度，测量误差小于10% 。但厚度小于3μm时误差较大。
由于直接观察测量，
故精确度较高， 常用作为其他测量方法的仲裁。
基体
镀层
液流法
通过控制测试设备液柱高度和毛细管内径、毛 细管距试件的距离来控制测试溶液流速和流量 ，使镀层局部溶解，根据镀层溶解的时间，计 算溶解面镀层的平均厚度。溶解终点以金属颜 色的变化或电势变化作为指示。因终点难于判 断，测量误差较大，未列入国家标准。
1. 镀层的内应力
早在1858年，Gore已经发现镀层存在内应力。 镀层宏观内应力形成的机理 电沉积条件对镀层性能的影响 内应力的测量方法
内应力的测量方法
弯曲阴极法 螺旋收缩仪法 X射线应力测定法
2. 氢脆
氢脆是金属吸氢使塑性降低的现象。 研究氢脆的方法： （1）氢含量的测定 （2）力学测试方法 电镀过程中的氢脆：阴极除油、酸洗及电镀。
的变化，其变化量的大小与镀层的厚度存在函数关系。 永久磁铁式测厚仪 由于镀层的存在改变了永久磁铁与基体之间的磁引力或磁通路的
磁阻，其变化量的大小与镀层厚度存在函数关系。 两种测厚仪，测量误差通常小于待测厚度的10%，可以测量磁性
基体上非磁性覆盖层的厚度和磁性或非磁性基体上电镀镍层的 厚度。
涡流法
测厚方法的选择
被测工件是否允许破坏覆盖层，对贵金属镀层 、造价高的大型零件等应选用无损法测厚。
根据产销合同规定，选择测量方法。 镀层的厚度范围不同，可选用不同的测量方法
。 要选用国际上通用的测厚方法。
11.2 镀层机械性能的测定
1.镀层的内应力 2.氢脆 3.镀层的硬度 4.耐磨性 5.镀层结合强度的测定
因电镀件的使用目的不同，所需测定的项目也不同， 并非所有镀层均需进行所有项目的测定。
11.1 镀层厚度的测定
镀层（包括电镀层、化学镀层、磷化层、铝阳 极氧化膜等）的厚度，往往会影响到产品的使 用性能（如耐蚀性、装饰性、导电性等）和使 用寿命，以及成本等多项性能。
镀层厚度的测试方法很多，这些方法的基本原 理和操作程序在国内外的各种标准及专业书籍 上多有详细介绍。
影响因素(2)
另外，结合力明显地受到基体表面状态的影响 。
基体表面上氧化物或钝化膜的存在以及镀液中 杂质在基体表面上的吸附都会削弱结合力。
遗憾的是，目前还没有快速非破坏性的测定结 合力的理想方法。
在国外，也没有一种测定结合力的定量方法被 列入标准中。
力学方法测定结合力
定性方法 摩擦抛光法 锉刀试验 弯曲试验 划线划格试验
涡流法
电磁式测厚仪使用的是低频交流，只要变换不 同的探头，可以做到一机多用。
破坏法
阳极溶解法 溶解法 金相显微镜法 液流法 轮廓仪法 干涉显微镜法
阳极溶解法（电量法或库仑法）
本方法是电化学原理在电镀领域中的一种具体应用。 使用的电解液应具有如下性能：
①无外加电流时，电解液不应与镀层发生化学反应。 ②镀层的阳极溶解电流应为100%或接近100%。 ③当镀层被溶透，且露出的基体面积增大时，阳极电势
定量方法 剥离法 激光剥离法 压痕法 划痕法 拉伸法
非力学方法测定结合力
定性方法 加热法 阴极法 X射线衍射法
定量方法 热学法 核化法 电容法
常用方法简介（详细请见教材）
压痕法 剥离法 锉刀试验 弯曲试验 划线划格试验 划痕法 拉伸法 激光剥离法 加热法 阴极法
11.3 电镀层耐蚀性能的试验
当时目的是希望获得类似沿海大气的试验条件，以研 究某些金属保护层使用的可靠性。
目前，许多国家将其列入国家标准。
其他方法
电解腐蚀试验（EC试验） 塔菲尔直线外推法 扫描电极法 室外暴露试验
镀层厚度测定方法
无损法 磁性法 涡流法 β射线方向散射法 X射线光谱法 光切显微镜法 机械量具法（测微计）
破坏法 阳极溶解法 溶解法 金相显微镜法 轮廓仪法 干涉显微镜法 液流法
无损法
磁性法 涡流法 β射线方向散射法 X射线光谱法 光切显微镜法 机械量具法（测微计）
磁性法
电磁式测厚仪 由于镀层的存在改变了铁心线圈本身的电感，引起磁阻或磁通量
①自然环境试验：长期使用下的现场试验和大气 暴晒试验。
②人工加速腐蚀试验：包括孔隙率试验、中性盐 雾试验、改性盐雾试验、腐蚀膏试验、工业气 体试验等。
孔隙率试验
贴滤纸法 涂膏法 灌注法 盐雾试验法 加速腐蚀试验等
盐雾试验
早在1914年美国材料试验学会（ASTM）第十七届年 会上由J.A.Capp提出。
第11章 电镀层性能的测定
1、镀层厚度的测定 2、镀层机械性能的测定 3、电镀层耐蚀性能的试验
概述
电镀层质量的好坏，直接关系到产品的使用性 能和使用寿命。
因此，电镀层性能的检测是电镀加工过程类是让镀件在使用情况下进行实际考核，这是最准 确的方法，但实验时间较长；
有时也称结合强度，一般用kg/mm2表示。 是镀层的基本条件。
结合力影响因素(1)
当一种金属在另一种金属的清洁表面上沉积时 ，如果沉积物沿着基体的结构进行生长，或者 沉积原子进入基体金属的晶格并形成合金，结 合力一般比较好。
在电沉积过程或热处理时，难免存在着一定的 温度波动，如果有关金属的线膨胀系数明显不 同，就有可能造成镀层与基体的脱离。
3. 镀层的硬度
是指镀层对外力所引起的局部表面形变的抵抗 强度，也即抵抗另一物体侵入的强度。镀层硬 度的测定方法是将一个小钢球或金刚锥在一定 荷重下压入试样，负荷与印迹面积之比即所谓 的显微硬度值，单位kg/mm2。用小钢球进行试 验所得的硬度值称为布氏硬度（HB），用立方 金刚锥进行试验所得的硬度值称为克氏硬度（ KHN)。
4. 耐磨性
任何一部机器在运转时，各机件之间总要发生 相对运动。摩擦产生磨损。磨损降低机器和工 具效率、精确度甚至使其报废的重要原因，也 是造成金属材料损耗和能源消耗的重要原因。
5. 镀层结合强度的测定
镀层与基体金属的结合力是指单位表面积上的 金属镀层剥离金属基体（或者中间镀层）时所 需的力。
另一类是人工模拟使用时的条件或选择性地测定某些 关键性能，这类方法虽不完全符合实际情况，但由于 试验时间短，可及时地指导生产。
镀层性能测定项目
外观检查（光亮性，有无缺陷，色泽等） 镀层厚度及孔隙率 机械性能（硬度、脆性、结合强度等） 耐腐蚀性能 金相结构 其他特殊性能（如电学、光学、磁学性能等）。
第15讲 教材 第11章电镀层性能的测定
思考题 1、电镀层性能测定的项目，主要包括哪些？ 2、镀层厚度测定的意义，有哪些测定方法，哪种方法常作为其他测 厚方法的仲裁？ 3、一般常镀层机械性能有哪些，其中测定结合力的有何意义？有哪 些测定结合力的方法，简述加热试验的具体操作内容。 4、测定电镀层耐蚀性能有何意义，有哪些测定方法，盐雾试验方法 是1914年提出的，当时的目的是什么？
溶解法
是将试样在适当的溶液中溶解，可以只溶解镀 层，对基体不浸蚀，对溶解前和溶解后的试样 分别称重，来确定镀层的质量；
也可以只溶解基体，对镀层不浸蚀，溶解后对 镀层称重。根据质量、密度和面积，计算出试 样上镀层的平均厚度。
金相显微镜法
按照金相制备试样的要求，制备镀层的横断面， 并对镀层进行必要的镶嵌、抛光和适当的浸蚀 ，利用金相显微镜，在放大了的镀层横断面图 像上测量镀层厚度。
涡流法主要用于铝、铜、黄铜、奥氏体不锈钢 等具有良好导电性的基体上绝缘的涂层、树脂 、氧化物等厚度的测定，也就是用于测量非磁 性金属上非导电层的厚度。
涡流法
涡流法是用高频交流电在金属表面产生涡流， 涡流的深度与电流频率的平方根成反比，与金 属的电阻率成正比。
涡流法
因此，在一定的频率下，表面层产生的涡流深 度只与有电流通过的表面层的电导率有关，即 涡流振幅和相位是导体(基体）与测量探头之间 非导电层厚度的函数，所以测定涡流的大小， 可间接地测定镀层的厚度，测量误差小于10% 。但厚度小于3μm时误差较大。
由于直接观察测量，
故精确度较高， 常用作为其他测量方法的仲裁。
基体
镀层
液流法
通过控制测试设备液柱高度和毛细管内径、毛 细管距试件的距离来控制测试溶液流速和流量 ，使镀层局部溶解，根据镀层溶解的时间，计 算溶解面镀层的平均厚度。溶解终点以金属颜 色的变化或电势变化作为指示。因终点难于判 断，测量误差较大，未列入国家标准。
1. 镀层的内应力
早在1858年，Gore已经发现镀层存在内应力。 镀层宏观内应力形成的机理 电沉积条件对镀层性能的影响 内应力的测量方法
内应力的测量方法
弯曲阴极法 螺旋收缩仪法 X射线应力测定法
2. 氢脆
氢脆是金属吸氢使塑性降低的现象。 研究氢脆的方法： （1）氢含量的测定 （2）力学测试方法 电镀过程中的氢脆：阴极除油、酸洗及电镀。
的变化，其变化量的大小与镀层的厚度存在函数关系。 永久磁铁式测厚仪 由于镀层的存在改变了永久磁铁与基体之间的磁引力或磁通路的
磁阻，其变化量的大小与镀层厚度存在函数关系。 两种测厚仪，测量误差通常小于待测厚度的10%，可以测量磁性
基体上非磁性覆盖层的厚度和磁性或非磁性基体上电镀镍层的 厚度。
涡流法
测厚方法的选择
被测工件是否允许破坏覆盖层，对贵金属镀层 、造价高的大型零件等应选用无损法测厚。
根据产销合同规定，选择测量方法。 镀层的厚度范围不同，可选用不同的测量方法
。 要选用国际上通用的测厚方法。
11.2 镀层机械性能的测定
1.镀层的内应力 2.氢脆 3.镀层的硬度 4.耐磨性 5.镀层结合强度的测定
因电镀件的使用目的不同，所需测定的项目也不同， 并非所有镀层均需进行所有项目的测定。
11.1 镀层厚度的测定
镀层（包括电镀层、化学镀层、磷化层、铝阳 极氧化膜等）的厚度，往往会影响到产品的使 用性能（如耐蚀性、装饰性、导电性等）和使 用寿命，以及成本等多项性能。
镀层厚度的测试方法很多，这些方法的基本原 理和操作程序在国内外的各种标准及专业书籍 上多有详细介绍。
影响因素(2)
另外，结合力明显地受到基体表面状态的影响 。
基体表面上氧化物或钝化膜的存在以及镀液中 杂质在基体表面上的吸附都会削弱结合力。
遗憾的是，目前还没有快速非破坏性的测定结 合力的理想方法。
在国外，也没有一种测定结合力的定量方法被 列入标准中。
力学方法测定结合力
定性方法 摩擦抛光法 锉刀试验 弯曲试验 划线划格试验
涡流法
电磁式测厚仪使用的是低频交流，只要变换不 同的探头，可以做到一机多用。
破坏法
阳极溶解法 溶解法 金相显微镜法 液流法 轮廓仪法 干涉显微镜法
阳极溶解法（电量法或库仑法）
本方法是电化学原理在电镀领域中的一种具体应用。 使用的电解液应具有如下性能：
①无外加电流时，电解液不应与镀层发生化学反应。 ②镀层的阳极溶解电流应为100%或接近100%。 ③当镀层被溶透，且露出的基体面积增大时，阳极电势
定量方法 剥离法 激光剥离法 压痕法 划痕法 拉伸法
非力学方法测定结合力
定性方法 加热法 阴极法 X射线衍射法
定量方法 热学法 核化法 电容法
常用方法简介（详细请见教材）
压痕法 剥离法 锉刀试验 弯曲试验 划线划格试验 划痕法 拉伸法 激光剥离法 加热法 阴极法
11.3 电镀层耐蚀性能的试验
当时目的是希望获得类似沿海大气的试验条件，以研 究某些金属保护层使用的可靠性。
目前，许多国家将其列入国家标准。
其他方法
电解腐蚀试验（EC试验） 塔菲尔直线外推法 扫描电极法 室外暴露试验
镀层厚度测定方法
无损法 磁性法 涡流法 β射线方向散射法 X射线光谱法 光切显微镜法 机械量具法（测微计）
破坏法 阳极溶解法 溶解法 金相显微镜法 轮廓仪法 干涉显微镜法 液流法
无损法
磁性法 涡流法 β射线方向散射法 X射线光谱法 光切显微镜法 机械量具法（测微计）
磁性法
电磁式测厚仪 由于镀层的存在改变了铁心线圈本身的电感，引起磁阻或磁通量
①自然环境试验：长期使用下的现场试验和大气 暴晒试验。
②人工加速腐蚀试验：包括孔隙率试验、中性盐 雾试验、改性盐雾试验、腐蚀膏试验、工业气 体试验等。
孔隙率试验
贴滤纸法 涂膏法 灌注法 盐雾试验法 加速腐蚀试验等
盐雾试验
早在1914年美国材料试验学会（ASTM）第十七届年 会上由J.A.Capp提出。
第11章 电镀层性能的测定
1、镀层厚度的测定 2、镀层机械性能的测定 3、电镀层耐蚀性能的试验
概述
电镀层质量的好坏，直接关系到产品的使用性 能和使用寿命。
因此，电镀层性能的检测是电镀加工过程类是让镀件在使用情况下进行实际考核，这是最准 确的方法，但实验时间较长；
有时也称结合强度，一般用kg/mm2表示。 是镀层的基本条件。
结合力影响因素(1)
当一种金属在另一种金属的清洁表面上沉积时 ，如果沉积物沿着基体的结构进行生长，或者 沉积原子进入基体金属的晶格并形成合金，结 合力一般比较好。
在电沉积过程或热处理时，难免存在着一定的 温度波动，如果有关金属的线膨胀系数明显不 同，就有可能造成镀层与基体的脱离。
3. 镀层的硬度
是指镀层对外力所引起的局部表面形变的抵抗 强度，也即抵抗另一物体侵入的强度。镀层硬 度的测定方法是将一个小钢球或金刚锥在一定 荷重下压入试样，负荷与印迹面积之比即所谓 的显微硬度值，单位kg/mm2。用小钢球进行试 验所得的硬度值称为布氏硬度（HB），用立方 金刚锥进行试验所得的硬度值称为克氏硬度（ KHN)。
4. 耐磨性
任何一部机器在运转时，各机件之间总要发生 相对运动。摩擦产生磨损。磨损降低机器和工 具效率、精确度甚至使其报废的重要原因，也 是造成金属材料损耗和能源消耗的重要原因。
5. 镀层结合强度的测定
镀层与基体金属的结合力是指单位表面积上的 金属镀层剥离金属基体（或者中间镀层）时所 需的力。
另一类是人工模拟使用时的条件或选择性地测定某些 关键性能，这类方法虽不完全符合实际情况，但由于 试验时间短，可及时地指导生产。
镀层性能测定项目
外观检查（光亮性，有无缺陷，色泽等） 镀层厚度及孔隙率 机械性能（硬度、脆性、结合强度等） 耐腐蚀性能 金相结构 其他特殊性能（如电学、光学、磁学性能等）。
第15讲 教材 第11章电镀层性能的测定
思考题 1、电镀层性能测定的项目，主要包括哪些？ 2、镀层厚度测定的意义，有哪些测定方法，哪种方法常作为其他测 厚方法的仲裁？ 3、一般常镀层机械性能有哪些，其中测定结合力的有何意义？有哪 些测定结合力的方法，简述加热试验的具体操作内容。 4、测定电镀层耐蚀性能有何意义，有哪些测定方法，盐雾试验方法 是1914年提出的，当时的目的是什么？