| Ультразвуковая толщинометрия является наиболее применимым методом измерения толщины при одностороннем доступе к объекту контроля, без нарушения его целостности. Являясь важным направлением неразрушающего контроля, данный метод помогает определить толщину различных деталей, коррозионный износ трубопроводов, анизотропию листового проката и другие важные характеристики. Помимо металла, ультразвуковая толщиномеры применяется для пластмасс, композитов, стекловолокна, керамики, стекла и других материалов с достаточной проводимостью ультразвуковых колебаний. Основным нормативом по данной теме является ГОСТ Р ИСО 16809-2015 - Контроль неразрушающий. Контроль ультразвуковой. Измерение толщины. Наша аттестованная лаборатория оказывает услуги по измерению толщины металла механическими и неразрушающими методами. Работы проводятся специалистами, имеющими аттестацию по СДАНК-02-2020 и современное, поверенное оборудование. Дополнительные материалы:
Смотрите так же разделы: Проведение ультразвукового контроля, Поверка ультразвуковых толщиномеров, Аттестация специалистов по ультразвуковому методу, Аттестация лабораторий по УЗК.
Оказание услуг по измерению толщины металла возможно на территории Московской области и в других регионах РФ в том числе городах: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Саратов. |
14. 01.2011
Толщиномеры применяются для измерения толщины лакокрасочных покрытий и металлических изделий. Разновидностей толщиномеров много, подразделяются они на магнитные, ультразвуковые, вихретоковые, электромагнитные приборы.
Приобретать автомобиль на вторичном рынке рискованно, мало какой хозяин станет избавляться от хорошей машины, без ведомых причин. Нередки случаи, когда в продажу поступают битые транспортные средства, естественно, ни один покупатель не станет связываться с такими продавцами. В автомастерских научились полностью маскировать следы автомобиля побывавшего в аварии, порой даже опытные мастера, с ходу не отличают перекрашенный автомобиль. Здесь и пригодится толщиномер лакокрасочных покрытий.
На сегодняшний день выпускаются приборы, с помощью которых можно выявить следы свежей краски, достаточно лишь прикоснуться датчиками к поверхности кузова. К счастью для покупателей, толщиномеры лакокрасочного покрытия продаётся в каждом специализированном магазине. Компактное устройство, легко размещается на ладони руки, питается от обычной батарейки.
Существуют и более серьёзные сферы применения, например, ультразвуковые толщиномеры металла позволяют определить толщину стенки трубы или резервуара, узнать насколько она поражена коррозией. Ультразвуковой толщиномер фиксирует донные эхо-сигналы, что позволяет определять толщину стенок труб (включая изгибы), котлов, баллонов, сосудов, работающих под давлением, обшивок и других изделий из чёрных и цветных металлов. Прибор измеряет толщину изделий из пластмасс, стекла, керамики и других материалов с высоким затуханием ультразвука при одностороннем доступе к поверхности этих изделий. С помощью ультразвукового толщиномера можно определить степень коррозионного и эрозионного износа по остаточной толщине.
Слой краски, наносимый производителями транспортных средств, обычно не превышает 140мкм. Нередко, детали после рихтовки, обрабатывают шпаклёвкой, затем, наносят слой грунтовки, а это даёт дополнительную толщину. Если автомобиль не перекрашивался полностью, то разница толщин красочного слоя, на дверях и капоте, будет отличаться. Иногда, слой краски, на рихтованном изделии может отличаться в меньшую сторону, в этом случае определить какую деталь заменили, будет сложно.
Что касается УЗ толщиномеров металла, они могут применяться в лабораторных, полевых, цеховых условиях в различных отраслях производства и промышленности. При этом обязательна предварительная подготовка поверхности, необходимо использовать контактную смазку (различные масла, вода, глицерин, специальные контактные жидкости и гели для ультразвукового контроля и т.д.), это обеспечивает устойчивый акустический контакт.
УЗ толщиномер состоит из электронного блока, к нему с помощью кабелей подключаются сменные пьезоэлектрические преобразователи (ультразвуковые преобразователи, ПЭП). Для определения толщины изделий используются раздельно-совмещенные и совмещенные преобразователи.
Принцип действия ультразвукового толщиномера заключается в измерении времени двойного прохода ультразвуковых колебаний через исследуемое изделие от одной поверхности до другой, полученные данные пересчитываются в значение толщины изделия. Перед тем как приступить к измерениям, поверхность изделия очищается от грязи и песка, если есть коррозия, то необходимо соскоблить рыхлую ржавчину и нанести больше смазки, чем в случае с гладкой поверхностью.
Приборы отличаются принципом работы, по этой причине разность показаний у различных моделей может существенно отличаться. Сегодня на прилавках интернет-магазинов можно встретить толщиномеры, следующего типа: магнитные, ультразвуковые, вихретоковые, электромагнитные приборы.
Самые доступные по цене - это магнитные толщиномеры, их принцип работы, прост. Внутри корпуса располагается обыкновенный магнит, с помощью которого и определяется толщина покрасочного слоя. Точность показаний приблизительная, может сильно отличаться от дорогостоящих моделей.
Электромагнитный прибор – это уже более дорогостоящее устройство, позволяет получить более точные показания. Их принцип действия аналогичен с первым типом, но за счёт электромагнитной индукции качество показаний у них выше. Минусом этих устройств можно считать узкую направленность. Эти устройства могут измерять толщину только металлических изделий.
Принцип действия ультразвуковых приборов, основан на отражении ультразвукового сигнала от поверхности. Это самые точные устройства, их способность позволяет получать данные с любой поверхности, пластик, алюминий, композитный материал. Единственный недостаток устройств – высокая стоимость.
Вихретоковые измерители толщины изделий. С помощью этого типа устройств можно снимать точные показатели, даже на таких поверхностях, как цветной металл или пластик, но в случае с железом, погрешность данных может отличаться.
Ваш браузер устарел рекомендуем обновить его до последней версии
или использовать другой более современный.
Возможно, вы несколько раз видели листовой металл, используемый для кровли, сварки, производства автомобилей, пищевой промышленности или специального изготовления листового металла, и вам интересно, какова толщина этих гладких , красивые штуки определены.
Система, называемая калибровочной системой, определяет эту толщину.
В этой статье объясняется значение и важность толщины листового металла для изготовления листового металла. В нем также объясняется, как измерить толщину и как выбрать правильную толщину металла для вашего изготовления.
Когда мы говорим о толщине в производстве листового металла, мы имеем в виду стандартную толщину листового металла для конкретного материала. Поэтому, если вы хотите узнать, насколько толстый материал из листового металла, вам следует искать его толщину.
Чем выше номер калибра, тем меньше толщина материала. Следовательно, металлы с большим калибровочным числом будут тонкими, и наоборот. Во многих частях мира слесари измеряют толщину листового металла в миллиметрах. Однако черные металлы имеют другую толщину, чем цветные металлы. Например, медь — это цветной металл, а унции на квадратный фут — его единица измерения.
Правильный выбор металла имеет важное значение для успешного дизайна. Это то, что определяет, будет ли объект служить долго или выйдет из строя после непродолжительного использования. Неправильный размер листового металла может иметь незначительные или катастрофические последствия для вашей конструкции.
Теперь, когда вы уже знаете, что такое толщиномер листового металла, вам следует научиться измерять толщину листового металла. Вы можете измерить листовой металл, используя обычную рулетку или измерительное колесо. С помощью таблицы толщины листового металла (показана в следующей части) вы можете преобразовать размер толщины в миллиметры или дюймы.
Для этого необходимо выполнить три простых шага, в том числе: из листового металла. Помните, что на вашей рулетке есть два разных измерения, а именно см и мм. Использование первого не обеспечит точных измерений, которые вам нужны.
Вы можете преобразовать полученное число в миллиметрах в дюймы. Умножьте число в мм на 0,039.37. Например, если вы получили размер 60 мм, умножьте его на указанное число, и вы получите 2,3622 дюйма.
Сравните результат в дюймах с таблицей толщины листового металла. Таким образом, вы найдете подходящий размер вашего металла.
Копирующее колесо — это простой инструмент без движущихся частей. Вы можете использовать его для измерения как проволоки, так и листа. Этот процесс состоит из трех простых шагов, в том числе:
Чтобы сэкономить ваше время, вот видео о том, как пользоваться калибром:
Из видео вы можете узнать, что измерение листового металла в основном состоит из 3 шагов:
Если вы измеряете цветной металл (металлы без железа), такие как медь, золото или серебро, вам следует проверить переднюю часть измерительного колеса и убедиться, что на нем написано «цветной металл». С другой стороны, если вы хотите определить толщину листового металла из черных металлов (железосодержащих металлов), таких как чугун, нержавеющая сталь и т. д., обязательно выберите измерительное колесо с надписью «черный металл». Используйте правое измерительное колесо, чтобы получить правильное измерение.
Вокруг копирующего колеса имеются зазоры разного размера. Перед каждым промежутком написано число, и принцип заключается в том, чтобы размещать свою фигуру в каждом промежутке, пока не найдете место, где она идеально подходит. Под промежутками есть круглый вырез; это не те, которые нужно использовать. Вместо этого используйте зазоры вверху.
Как только вы найдете нужный зазор, в который идеально подходит ваш металл, вы должны проверить номер впереди. Например, если ваш металл помещается в промежуток с надписью 16 спереди, это показывает, что у вас есть металл 16 калибра.
Номер калибра «16» не имеет большого значения для фактического измерения металлического калибра. Его еще нужно перевести в миллиметры или дюймы. Это правильный способ определения толщины листового металла. Для беззаботного преобразования вы можете обратиться к таблице преобразования манометра.
Например, в соответствии с таблицей преобразования калибров оцинкованная сталь 16 калибра равна 0,0635 дюйма или 1,6129 мм.
Таблица размеров листового металлаРискованно покупать любой доступный металл без учета его толщины или калибра. Таким образом, вот почему выбор толщины имеет жизненно важное значение для изготовления листового металла:
Одна из технических вещей, которую должен знать производитель, — это правильный калибр листового металла для использования. Многие производители часто терпят неудачу в этом отношении, и конечный пользователь такой конструкции обычно дорого платит за такую ошибку. Поэтому крайне важно использовать правильную толщину листового металла для оптимизации эффективности и функциональности. Ниже показано, как выбрать толщину для изготовления листового металла:
Если у вас есть строительный проект, требующий высокой жесткости, вам придется выбрать листовой материал меньшей толщины. Помните, как обсуждалось ранее, чем меньше датчик, тем толще объект. С другой стороны, если ваша конструкция требует различных изгибов и высокой гибкости, вам следует выбрать материал большей толщины.
Вы также можете рассмотреть возможность использования материалов меньшего диаметра, если ваша конструкция будет подвергаться воздействию суровых погодных условий, высокой температуры и давления. Если он будет храниться в помещении или защищен от упомянутых факторов, хорошим выбором также будут материалы высокой толщины.
Рабочий процесс проекта от начала до конца может зависеть от толщины используемого листового металла. Конструкция из листового металла нужной толщины будет эффективнее выполнять поставленную задачу. С другой стороны, конструкция, изготовленная из листового металла неправильной толщины, будет менее эффективна при выполнении той работы, для которой она была предназначена. Таким образом, рассмотрение эффективности и пригодности поможет вам выбрать правильный размер листового металла для изготовления.
Стоимость является еще одним фактором, который может помочь вам выбрать подходящий калибр для изготовления листового металла. Листовой металл из толстых материалов обычно дороже, чем его аналог из легких материалов. Однако, принимая во внимание стоимость, вы должны сначала рассмотреть цель, для которой предназначен металл. Это поможет вам выбрать подходящий манометр для вашего конкретного применения.
Если вы желаете покровительствовать фирме, предлагающей экономически эффективное изготовление металла по требованию, вам не следует медлить с обращением в RapidDirect. Мы занимаемся этим почти два десятилетия, и именно поэтому многие из наших клиентов часто передают наши услуги тем, кто в них нуждается. Мы искренне заботимся о ваших потребностях, поэтому мы также предоставим соответствующие технические предложения для ваших проектов.
Задержка не является одним из наших атрибутов. Мы предлагаем котировки менее чем за 12 часов; следовательно, вы можете положиться на нас, чтобы не тратить свое время впустую. Одна фантастическая особенность нашего предложения заключается в том, что вам не обязательно находиться в нашем офисе, чтобы получить его. Все, что вам нужно, это загрузить файлы САПР на наш сайт и указать требования. Кроме того, ваше предложение будет сопровождаться бесплатным профессиональным анализом DfM по вашему запросу.
В RapidDirect мы предлагаем отличные производственные процессы, включая резку, штамповку, гибку, сварку и т. д. С нами вы получите первоклассную инженерную поддержку. Помимо всего этого, наши услуги также доступны по цене. Если вы покровительствуете нам, вы получите в среднем на 30% более низкую цену. С RapidDirect вы получите не только исключительные металлоконструкции, но и лучшие цены.
Попробуйте RapidDirect прямо сейчас!
Вся информация и загрузки защищены и конфиденциальны.
Для чего используются листовые металлы?
Они используются в автомобильной промышленности для изготовления корпусов автомобилей, для изготовления самолетов, для строительства зданий и т. д.
Зачем мне использовать измеритель листового металла, когда я могу определить толщину металла, увидев и потрогав его ?
Человеческие суждения подвержены ошибкам, и незначительная ошибка может иметь катастрофические последствия для вашей конструкции. Использование калибра для листового металла более удобно и точно; поэтому это лучший выбор.
Можно ли использовать одно копирующее колесо для черных и цветных металлов?
Нет, нельзя. Черные металлы имеют разную толщину и разные копирующие колеса. Вы получите неточные результаты, если будете использовать одно копирующее колесо для обоих измерений.
Вы не просто выбираете любой найденный металл для своей конструкции, не проверив, подходит ли его толщина для этой цели или нет. Таким образом, калибр листового металла является простым способом подтвердить это. Это простая техника, принятая профессионалами, чтобы выбрать подходящую толщину металла для своей конструкции. Использование соответствующего металлического калибра может сэкономить ваши затраты и повысить эффективность.
Измерение методом вихретокового контроля | Тестовые устройства | Измерение | Депонирование | Вызовы | Датчики | Как выбрать технологию измерения
Вихретоковые толщиномеры применяются во многих отраслях промышленности для измерения толщины пленки от нескольких нанометров до сотен микрометров или даже миллиметров. Основной принцип основан на индукции вихревых токов в металлических пленках во всех существующих вертикальных проводящих элементах. Каждый вертикально сложенный атом металла в металлической пленке вносит свой вклад в способность металлической пленки проводить электрические токи. Эта способность описывается как сопротивление листа и коррелирует с толщиной металла. Очень тонкие металлические пленки анализируются с помощью высокочастотных вихретоковых датчиков (< 100 МГц), а очень толстые пленки материалов — с помощью низкочастотных вихретоковых датчиков (> 10 кГц). Вихретоковые толщиномеры калибруются непосредственно по толщине металла конкретных металлических материалов или используют корреляцию толщины металла с сопротивлением листа. Поставляемые системы, как правило, готовы к использованию для решения различных задач по измерению толщины металла. В частности, толстые металлические пленки часто измеряют с помощью вихретокового контроля, поскольку оптические измерения, такие как эллипсометрия и рефлектометрия, не могут быть применены, поскольку они основаны на определенной непрозрачности. Ценность для пользователя обусловлена прежде всего его надежностью и возможностью измерения в бесконтактном режиме. Основные преимущества:
Подробнее о технологии вихретокового контроля и подходящих приложениях? Кликните сюда.
ПЕРЕЙТИ К УСТРОЙСТВУ
ПЕРЕЙТИ К ОДНОЙ ТОЧКЕ УСТРОЙСТВА
ПЕРЕЙТИ К УСТРОЙСТВУ ИЗОБРАЖЕНИЯ
ПЕРЕЙТИ К ВСТРОЕННОЙ СИСТЕМЕ
Металлические пленки наносятся толщиной от нескольких нанометров [нм] до более крупных микрометров [мкм] или даже миллиметров [мм]. Их осаждение обычно достигается путем испарения, распыления, нанесения покрытия, атомно-слоевого осаждения (ALD) и других методов осаждения, таких как трафаретная печать или лазерное осаждение металла (LMD). Подложки представляют собой фольгу, стекло, пластину, пластик, текстиль или композиты/соединения. Металлы обычно включают медь, алюминий, никель, хром, цинк, золото, серебро или их сплавы. Измерения во время напыления пленки («insitu» — латинская фраза, означающая «во время создания слоя») часто невозможны, потому что датчики толщины нельзя установить в направлении источника напыления, поскольку они блокировали бы поток наносимого материала. Косвенные измерения могут быть выполнены с помощью «мониторов» толщины или «контроллеров» скорости осаждения, таких как мониторы толщины кристаллов кварца, но они страдают большими смещениями из-за неодинаковой скорости осаждения на материале и кварце. Такие косвенные измерения имеют значительное непостоянное смещение, которое можно частично скорректировать с помощью «фактора инструмента». Поэтому датчики устанавливаются непосредственно после осаждения, часто «в вакууме» (латинское выражение «в вакууме») или «вне вакуума». Датчики толщины могут быть установлены «в линию» в производственном процессе или автономно в качестве настольного или портативного решения для испытаний.
Металлы можно разделить на щелочные металлы, щелочноземельные металлы, основные металлы и переходные металлы. Щелочные металлы являются высокореактивными элементами и поэтому применяются в виде соединений. Щелочноземельные металлы менее активны, но также применяются в виде соединений, а не в чистом виде. Основные металлы, обычно ассоциируемые с термином «металл», проводят тепло и электричество, имеют металлический кластер и имеют тенденцию быть плотными и пластичными. Переходные металлы имеют неполностью заполненную оболочку и поэтому образуют несколько степеней окисления. Некоторые переходные металлы встречаются в чистом или самородном виде, включая золото, медь и серебро.
Металлы можно сгруппировать следующим образом:
Сплавы могут быть сгруппированы:
Пленки металлов и сплавов обычно состоят из материалов с различными свойствами. Свойство набора слоев определяется этими свойствами материала и, в конечном итоге, достигается его толщиной и плотностью:
| Свойство материала | Свойство слоя | |
|---|---|---|
| Электрический | удельное сопротивление [Ом см] подвижность [см 2 ⋅В -1 ⋅с -1 ] | поверхностное сопротивление [Ом/кв] концентрация носителя [см -3 ] |
| Диэлектрик | диэлектрическая проницаемость [Ф·м −1 ] | эффективная диэлектрическая проницаемость |
| Магнитный | проницаемость [[H·м -1 ] или [N·A -2 ]] | магнитное экранирование при частоте |
Другие связанные свойства включают коэффициент излучения и электромагнитное экранирование на определенных частотах. Кроме того, толщина металла влияет на диффузионный барьер (WVTR), удельный вес или удельный вес, акустический импеданс [Па·с/м3] и поглощение, а для тонких металлических пленок также влияет на коэффициент пропускания [%], коэффициент отражения [%] и диффузию/матовость [%]. Применяются многие другие свойства. Перечисленные здесь свойства и их функции часто зависят от толщины металла.
Технология вихревых токов измеряет весь пакет слоев и, следовательно, обеспечивает параллельное сопротивление всего пакета. Несколько проводящих слоев можно разделить путем измерения после каждого этапа нанесения покрытия и применения стандартной формулы. Толщина может быть рассчитана по сопротивлению листа только в том случае, если индивидуальное сопротивление слоев было определено последующим измерением.
Здесь rho представляет удельное сопротивление, а t представляет толщину проводящего (металлического) слоя.
В зависимости от механических, электрических или оптических свойств, а также требований к производительности металлы могут наноситься вакуумными и безвакуумными способами. Обычно высокоточные приложения, такие как прецизионная оптика, требуют очень гладких, плотных и чувствительных процессов осаждения, таких как напыление. Когда дело доходит до толстых слоев в микрометровом масштабе, часто используется испарение. Другими вакуумными процессами являются ALD, CVD и PECVD. Невакуумные процессы – это атмосферно-плазменные, мокрые или мокро-химические процессы.
Гальваническое или химическое осаждение — это процессы мокрого осаждения. Для электроосаждения требуется электрический ток для связывания металлов с поверхностью. Находясь в ванне с металлическими частицами и химикатами, на подложку подается электрический ток, что приводит к процессу осаждения. Напротив, химическое покрытие основано на автокаталитическом процессе, который не требует электрического тока. Субстрат обрабатывается химикатами и каталитическим раствором, что в конечном итоге вызывает окисление. Следовательно, частицы металла связываются с поверхностью подложки.
Испарение — это процесс физического осаждения из паровой фазы (PVD). Испарение основано на испарении материала в вакуумной среде путем его нагревания выше температуры его плавления или сублимации. По сравнению с магнетронным распылением испарение, в принципе, представляет собой процесс с высокой скоростью осаждения, который обычно обеспечивает более низкую плотность и более низкую однородность, если только не используется технология маски с ионным усилением или планетарный. Следовательно, в случаях использования подложки большой ширины с высокими оптическими требованиями процесс испарения может быть ограничивающим. В зависимости от температуры плавления испарение может производиться резистивными нагревателями или электронным лучом.
Магнетронное напыление представляет собой процесс физического осаждения из паровой фазы (PVD). Для этого требуется магнитно-удерживаемый плазменный процесс в вакуумной среде, где положительно заряженные ионы сталкиваются с отрицательно заряженным материалом мишени. При этом материал-мишень выбрасывает атомы, которые затем прилипают к подложке, такой как стекло, кремний, пластик и т. д. По сравнению с процессом испарения магнетронное распыление представляет собой процесс с низкой скоростью осаждения, который обеспечивает высокую однородность, особенно при большой ширине подложки. Напыление может применяться на уровне образца (10 мм x 10 мм) или пластины до ширины подложки 3300 мм. В зависимости от требований заказчика (качество тонкой пленки, производительность машины) могут быть приняты различные механические схемы и режимы работы. Режимы работы включают RF/HF, DC, импульсный DC, DC/DC, DC/RF. Конфигурации с одиночными плоскими мишенями, конфокальными, вращающимися мишенями, двойными вращающимися мишенями и обращенными мишенями являются обычными.
ALD — это процесс химического осаждения из паровой фазы (CVD). По сравнению с магнетронным распылением, ALD представляет собой процесс с низкой скоростью осаждения, при котором осаждаются пленки толщиной, типичной для ангстрем, в одноразрядном масштабе. По крайней мере, два химических пара или прекурсора реагируют на подложку, нанося тонкую пленку. Благодаря низкой скорости осаждения он образует плотные и гладкие слои. В последние годы ALD был разработан, чтобы соответствовать требованиям процессов промышленного масштаба, таких как R2R и пространственный ALD.
Кластеризация технологий
Принимая во внимание стопку материалов, напр. разделение подложки
Проблемы измерения толщины слоя металла включают:
Измерения толщины часто можно выполнять с использованием различных методов. Как правило, существует множество влияющих переменных, от подложки и свойств слоя до окружающей среды и типа измерения, которые следует принимать во внимание.
Датчики толщины различают материалы с использованием различных технологий. Общие методы включают профилировщики поверхности, эллипсометрию, интерферометрию с двойной поляризацией и сканирующую электронную микроскопию для анализа поперечных сечений образцов.
Данные, представленные в следующих сравнительных таблицах, взяты из "Nitzsche, K.: Schichtmeßtechnik. Vogel, 1997".
Вихретоковое измерение является надежным методом бесконтактного контроля. Он применим для широкого круга различных задач, таких как обнаружение повреждений поверхности, измерение вибрации и деформации, измерение свойств материалов, таких как электропроводность и магнитная проницаемость, а также определение близости. Датчики приближения и датчики электропроводности позволяют очень точно определять толщину различных систем слой/подложка.
Индикаторы часового типа и калибры-компараторы являются относительно простыми инструментами, играющими второстепенную роль. Наконечник сканирует поверхность с помощью силы тяжести или пружины, а затем преобразует скачок наконечника на шаге в толщину. Подобными методами являются профильные методы, которые в основном используются для исследования шероховатости. Алмазный наконечник сканирует поверхность и преобразует движение в усиленный электрический сигнал. Преимущество этих методов заключается в том, что они являются прямыми методами измерения с высокой воспроизводимостью.
Недорогие, нет требований к системе слоев и шероховатости можно стереть усреднением. Основным недостатком является необходимость уступа и контакта со слоем, что может вызвать упругую или пластическую деформацию. Кроме того, они не применимы для измерений на месте.
Зная площадь слоя и плотность материала слоя, можно определить толщину путем взвешивания. Это достигается либо путем измерения разницы в весе интересующей структуры, либо путем исследования веса эталонной структуры. Анализ и микровесы или другие специальные методы измерения веса очень точны, но допускают очень низкие нагрузки, а применение на месте затруднено. Распространенным и даже более точным методом, применимым на месте, является метод кварцевого монитора. Кварц в камере рядом с подложкой покрывается при тех же условиях. Кварц изменяет свои колебательные характеристики в зависимости от своего веса, который контролируется и оценивается. Это чрезвычайно точный метод, который также подходит для нанесения покрытий. Другой подход заключается в измерении веса израсходованного испаряемого материала. Это простой, но не очень точный метод. Кроме того, существует также химический количественный анализ, который определяет толщину путем измерения продолжительности химической реакции отделения слоя. Кулонометрический метод определяет толщину при обратном электролизе путем измерения изменяющегося потенциала.
Он очень точен, но разрушает слой, поэтому в основном используется в лабораторных условиях.
Взаимодействие ионизированного или радиоактивного излучения с веществом слоя дает много информации о характеристиках материала. В зависимости от материала и толщины применяются различные типы излучения. Обычно используются альфа-, бета-, гамма-, рентгеновская или электронная эмиссия. Эффектами являются пропускание, поглощение и обратное рассеяние. Все подходы используют источник и приемник. Обычными приемниками являются ионизационные камеры, счетчики излучения, сцинтилляционные счетчики или кварцевые счетчики. Высокое излучение поддерживает высокое разрешение, но увеличивает опасное излучение. Подход радиоактивного пропускания анализирует, подобно подходу оптического пропускания, интенсивность ослабления, вызванную образцом. Существенным условием является то, что доля поглощения, связанная с подложкой, не слишком велика, чтобы можно было проанализировать изменения, связанные со слоем. Кроме того, требуется калибровочная кривая, и обе стороны образца используются для измерений. Метод Tracer подмешивает радиоактивные изотопы в слой и определяет толщину по интенсивности излучения. В методе обратного бета-рассеяния образец бомбардируется наклонным коллимированным пучком электронов от слабого радиоактивного бета-источника. Поскольку отраженное первичное излучение блокируется препятствием, принимается только излучение, испускаемое слоем, которое затем соотносится с толщиной. Другим хорошо зарекомендовавшим себя подходом является метод флуоресценции. Здесь электрические переходы, вызванные рентгеновским, гамма- или бета-излучением в атомной оболочке, излучают свет, характерный для каждого химического элемента. Следовательно, наряду с измерением толщины возможны и качественные характеристики. Хотя все радиоактивные методы обладают высокой чувствительностью, пользователи должны учитывать потенциальные проблемы со здоровьем.
Магнитометры могут использоваться для всех неферромагнитных покрытий на ферромагнитных подложках. Они часто используются для быстрой проверки качества гальванических слоев (таких как цинк, медь или алюминий) на стали или железе. Магнитометры оценивают магнитные поля, создаваемые катушками, на которые влияет расстояние до подложки. Поскольку этот метод требует контакта с поверхностью испытуемого материала, он может воздействовать на поверхность. Несмотря на простоту подхода, при контакте со слоем необходимо учитывать множество вопросов, поскольку положение зонда влияет на измерение. Проблемами являются слишком маленькие образцы, неплоские поверхности, шероховатость и дисбаланс датчика. При правильном выполнении метод позволяет определять толщину от нескольких микрон до нескольких миллиметров, если сравнивать с калибровочными образцами. Измерения могут быть выполнены с различным расположением одной или нескольких катушек, следуя закону индукции и анализируя различные эффекты. Распространены феррозондовые магнитометры, магнитометры с вращающейся катушкой или магнитометры на эффекте Холла. В самой простой форме феррозондовый магнитометр состоит из двух катушек с одним и тем же сердечником. В магнитонейтральном фоне входной и выходной токи совпадают, но если сердечник подвергается воздействию фонового магнитного поля, то сигнал изменяется из-за различных усилий насыщения. Магнитометр с вращающейся катушкой индуцирует синусоидальную волну во вращающейся катушке и оценивает амплитуду сигнала. Напряжение Холла можно измерить, когда проводник или полупроводник из тесаного дерева пропускают через ток, сопровождаемый перпендикулярно расположенным магнитным полем. Оценка вызванного напряжения Холла дает представление об электрических свойствах, плотности и подвижности носителей заряда и, следовательно, проводимости. Необходимо учитывать множество физических эффектов, но особенно для слоев кремния и германия, которые имеют высокий коэффициент Холла, этот метод позволяет проводить надежные измерения без необходимости в эталонах.
Еще одним подходом является измерение силы сцепления, при котором анализируется сила при отрыве постоянного магнита и преобразуется в толщину.
Методы микроскопии требуют, за некоторыми исключениями, кромки. Таким образом, требуется разрез в материале, который можно архивировать, например, с помощью сфокусированного ионного луча или травления. Существует множество способов определения толщины с помощью микроскопии, таких как глубина резкости, масштабирование с помощью мультиметра, методы легкой резки или сканирование с помощью СЭМ. Интерферометрические методы также требуют наличия шага, если только материал не прозрачен. Интерференция относится к взаимодействию двух или более волн, которые коррелируют или когерентны друг другу.
Методы интерференции хорошо изучены и разработаны. Основными подходами являются интерференция передачи, интерференция падающего света и интерфако-интерференция. Методы облучения оценивают интенсивность перпендикулярного светового луча, проходящего через образец. Этот подход анализирует поведение отражательной и поглощающей способности прозрачных и полупрозрачных слоев. Это широко применяемый метод для фольги с покрытием в упаковочной промышленности. Эллипсометрия анализирует изменение поляризации, когда параллельный свет проникает через прозрачный или полупрозрачный слой. Наиболее распространенным является приложение в режиме отражения. Преимущество применения на месте заключается в том, что область над образцом не блокируется и, следовательно, возможно измерение в процессе нанесения покрытия. Кроме того, это чрезвычайно точный, очень быстрый, неразрушающий, бесконтактный и применимый на месте метод, который не требует эталонных измерений. Недостатком является ограничение прозрачными слоями, чувствительность к микроструктурным эффектам, микрошероховатость и микрокритичность.
Промышленные и научно-исследовательские лаборатории предъявляют различные требования к количеству образцов и задачам измерения в день, плотности точек измерения и уровню их автоматизации.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
