金相显微镜在高精度膜层厚度测量中的创新应用-行业新闻-深圳市深视光谷光学仪器有限公司

金相显微镜在高精度膜层厚度测量中的创新应用

2024-07-24(573)次浏览

一.引言在材料表层覆膜是赋予材料本身没有的某些性能，以此提高材料的利用效率或者拓展它的适用范围，在机械、电子、仪表、兵器、农机、五金、建筑、造船、航天航空等领域是十分常见的，而这些成膜工艺大体都...

一.引言

在材料表层覆膜是赋予材料本身没有的某些性能，以此提高材料的利用效率或者拓展它的适用范围，在机械、电子、仪表、兵器、农机、五金、建筑、造船、航天航空等领域是十分常见的，而这些成膜工艺大体都分为电镀、化学镀、浸镀、化学和电化学转化以及涂装等。不管是什么成膜工艺，膜层厚度都是最基本的结构参数，基于这个，就发展出了许多不同的仪器如电解式镀层测厚仪，X荧光测厚仪等等。

金相显微镜主要用于金属的相结构分析。也可以利用各种平面分析系统进行膜层的厚度测量，并且精度很高，最小误差约为±0.8μm，可作为金属镀层和氧化膜层的仲裁测量。利用金相显微镜的聚焦平面也可以作各种涂/镀膜层的厚度测量，而且在微米量级具有与电磁/电涡轮测厚仪相当的精度。

二.原理

金相显微镜的物镜焦距和位置都是固定的，实际操作中可通过调整样品台高度，改变被测物表面和物镜之间的距离完成对焦。将被检测物的覆膜面打磨出一个斜面后平放在样品台上，使斜面处于视场中。分别对膜层的外界面和内界面进行对焦，读出调焦旋钮上两个脚面的高度差即为膜层的厚度。

为了相对准确测量膜层厚度，需要注意以下几个操作技巧：

1、找准膜层的内界面便于对焦，要求内界面量测要有比较明显的色差，或者显微结构的差异。

2、视场景深和显微镜放大倍数成反比，为了提高对焦的相对精度，应尽可能提高显微镜的放大倍数来降低景深。

3、打磨斜面尽可能提高加工精度，避免微小的划痕影响对焦精度。另外，在视场限制的范围内，尽量将斜面和表面的夹角磨小，使得膜层的可视面更大，可以提高对焦精度，便于观察。

4、作为基底的样品要有一定的厚度和刚度，保证斜面加工过程不发生过大的样品应力变形，影响样品原有的平整度。

三.总结

利用金相显微镜焦平面测量各种涂/镀层厚度可行可信，将样品覆膜打磨成斜面对膜层两个界面分别对焦，从调焦旋钮读出两个脚面的高度差即为膜层厚度。这个方法适用于小件的实验样品的测量，与其他测厚方法相比，该方法能在进行厚度测量的同时能对膜层的显微结果观察和分析，并且能适用于各种涂/镀层或者多层复合膜的厚度测量，对膜层的性质和形态没有限制。

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