库仑测厚技术的现状及国内应用进展

　　利用库仑法进行导电覆盖层厚度测量的手段获得了广泛应用[1,2]。阳极库仑溶解测厚方法与其他测厚方法相比,有其独特的优点。尽管目前测厚方法有许多,但国际上认可的仲裁方法主要有金相法和库仑法,如ISO 1461—1999,以及ASTMA 630—98中所规定。近20年来,国内外发展了多种型号的库仑测厚仪器。例如近年来在国内销售的德国EPK公司生产的GALVANOTEST库仑测厚仪、日本电测株式会社生产的CT-2型库仑测厚仪、德国的STANOSCOPE库仑测厚仪、以色列产SN-600系列库仑测厚仪和国内生产的ZD-B型智能库仑测厚仪等。本文就库仑测厚技术的应用现状及发展方向进行了阐述。

　　1　国内外库仑测厚仪器现状

　　国外仪器的突出特点是其外观比较漂亮,特别体现在测试台架的设计、加工制造上,如德国EPK公司生产的GALVANOTEST库仑测厚仪。近年来随着技术的发展,国外仪器在软件功能的配备上增加了很多,例如可以让用户设置测量参数、校正系数,调整终点电压,计算统计值等。国内仪器尽管在外观上逊色于国外高档仪器,但在主要测厚功能上与国外仪器不相上下,因为采用的测量原理和具体基本电路处理方法是相同的。国产仪器的优势在于其性能价格比,通常是国外仪器价格的1/5~1/10,而且售后服务及时到位。

　　尽管仪器的功能增加了很多,但在发展库仑测厚技术上却进步不大,没能充分发挥其技术特点。库仑测厚技术依据电化学中的库仑原理对覆层进行阳极溶解,通过记录溶解过程中所需的电量(电流与时间的积分)和覆层材料的电化学当量常数得到覆层的厚度值。由于是逐渐剥离覆层,因而能得到覆层间材料的其他信息,如可以测量合金层的厚度和多覆盖层的厚度、可以根据各层间的相对电位判定其耐腐蚀状况(测量双层镍或三层镍)等。这些是其他测量方法所得不到的。而目前这些信息没有充分利用,仪器主要功能是测厚。其他功能作为配套,而且需配备其他记录设备,如X-Y函数记录仪,并且需手动人工分析数据。

　　目前,国内大部分库仑法电解测厚仪或是采用分离元件包括集成电路构成的控制、电位检测电量记录、厚度计算显示单元;或是采用单片计算机及

其配套器件构成测量控制系统。主要是依据电解过程中覆层材料溶解完成后基体材料电位的变化,根据电流和时间来确定覆层厚度。这不仅没有充分发挥库仑测厚技术的特点,而且上述类型仪器还主要存在如下问题:

　　(1)不能测量具有合金层的覆盖层;

　　(2)不能观测到覆盖层可能存在的异常情况;

　　(3)不能直接测量三层镍或双层镍,需采用辅助电极系统(三电极系统),并另配X-Y记录仪,从记录纸上计算各种参数;