涂层厚度检测常用方法及应用标准

2021-11-23 14:42:56 作者：涂料展及表面处理展来源：涂料展及表面处理展分享至：

漆膜厚度直接关系到其性能品质，为了准确评定油漆涂层厚度，需要使用专业技术和仪器来进行检测。行业交流中经常被问及如何测量湿膜、塑料件漆膜、分层涂膜的厚度，及各种测量方法的优缺点。本文就这些问题，介绍油漆涂层测厚常用方法以及应用标准。

涂层测厚方式

漆膜性能的测试均应在一定的漆膜厚度下进行，因为漆膜厚度是漆膜的一个重要指标，它不仅影响制膜时所耗费的材料、工时、成本，而且关系到漆膜的使用性能。

漆膜厚度的测试方法很多，按其原理可分为称量法、量具测量法、显微镜法、非破坏性仪器测量法等。以漆膜特性可分为干膜测厚和湿膜测厚。各种方法均有各自的特性和使用范围。常用的厚度测试标准有GB1764-79《漆膜厚度测量法》、ISO2808《色漆和清漆——漆膜厚度的测定》、ASTMD1400-81《非磁性金属底材上色漆、清漆、喷漆及有关产品的非金属涂层干膜厚度的测定》、ASTME376-69《用磁性法或涡流法（电场法）测定涂层厚度》、ASTMD2691-70《木制品表面干膜厚度的显微镜测定》、ASTMG12-83《钢管涂层厚度的非破坏性测量》、ASTMD1212-79《有机涂层湿膜厚度的测定》等等。

图：漆膜厚度的测试方法很多，各种方法均有各自的特性和使用范围。

常用油漆涂层测厚方法应用特点比较

1、称量法

应用于漆膜过软，不能用仪器方法测量的场合。比如硅烷膜厚，一般都用膜重来表达。其特点是：测量不够精确，但可供核定规定范围的平均漆膜厚度，被测试漆膜保持无损。

2、量具测量法

应用于底材平整的场合。其特点为漆膜必须硬到足够经受与千分尺精密接触时的压力。精确度±2μm，测试中漆膜受损。

3、测厚仪法

用测厚仪测量涂层膜厚是最为直观常规的方法，各类仪器都有一定的底材适应范围，具有无损、快速、简便等特点。

a. 磁性测厚法：适用导磁材料上的非导磁层厚度测量。导磁材料一般为：钢、铁、银、镍。此种方法测量精度高。

b. 涡流测厚法：适用导电金属上的非导电层厚度测量，此种方法较磁性测厚法精度低。

c. 超声波测厚法：适用多层涂镀层厚度的测量或则是以上两种方法都无法测量的场合，但一般价格昂贵、测量精度也不高，实际应用较少。

d. 电解测厚法：此方法有别于以上三种，不属于无损检测，需要破坏涂镀层，一般精度也不高，测量起来较其他几种麻烦。

e. 放射测厚法：此种仪器价格非常昂贵，用于一些特殊场合

4、湿膜厚度测定

主要应用于新涂刷的湿膜。由于湿膜干燥后，其厚度会发生变化，所以只能给出大致的厚度。

常用测厚仪测厚法的基本原理

由于在漆膜和底材的复合体系中，两者的材料种类和厚度变化很大，因此，到目前为止没有一种通用的非破坏性测厚仪。常用的测厚仪有磁场型测厚仪和涡流型测厚仪两种。

磁场型测厚仪的测厚是基于测量头上的磁铁与磁性地材之间的磁引力或磁通量随两者之间的距离变化而变化的原理，而该距离对于涂漆的磁性底材来说，将因非磁性的漆膜厚度的变化而变化。因此，此法只适用于磁性底材上非磁性漆膜厚度的测量。

涡流型测厚仪的原理基于测量头的线圈产生的交变磁场将使附近的金属表面上因感应而产生涡流。该涡流又引起感应线圈表现阻抗的变化。这种效应将随探头线圈到金属表面的距离的变化而变化。当测量头线圈直接与干燥的漆膜接触时，该距离大小将随漆膜的厚度而变化。因此，检测试样表观阻抗的大小，经标定后，可得到漆膜的厚度。根据此原理而设计的测厚仪只适用于漆膜与底材金属两者导电性相差很大的试样。常用于非磁性金属底材上的非导电漆膜厚度的测量。

塑料件测厚的方法

汽车行业常见保险杠，仪表盘多数为塑料表面喷涂，这时候就不能用以上几种方法，精准的就是切割用显微镜放大一定倍数，直接读取厚度值，缺点是步骤繁多，破坏样品造成浪费，今天简单了解下。

第一步、用切割机切成小块取样，取样记得编号；

第二步、用镶嵌粉冷镶嵌，放置半小时固化；

第三步、抛磨，样品切割使塑料件产生形变，精细抛磨使样品截面平整；

第四步、显微镜放大观察测量厚度。

塑料表面喷涂油漆，准确的方法目前还是显微镜观察法，要求精度不是很高的话也可以贴专用膜片替代测量。方法是在喷涂前将膜片固定到塑料件上，各涂层喷完后依次取下一部分检测。贴片有塑料片和铁片，采用塑料片的话在检测的时候要放在铁片上，通过矫正扣除塑料片厚度后检测。但因为和原来基材的差异，贴片测量法会有上漆率等差异，测量准确度不高。

超声波涂层测厚仪

可测量塑料、金属、木头、玻璃和陶瓷上的油漆，塑料覆层的厚度，可以测量分层膜厚，一次可以无损地测出5层覆层的厚度，也可透过涂层测量薄的基材厚度。目前国内已经有汽车厂应用超声波涂层测厚仪，使用和矫正维护成本较高，精度比较有限。

超声波涂层测厚仪工作原理是基于超声波反射，智能探头发出的超声波脉冲进入覆层后，脉冲传输到覆层结合面或与底材临界面时，一部分脉冲被反射回来。这些反射的超声波脉冲被传感器接收，通过声波在介质中传输的速度计算出覆层的厚度。目前超声波涂层测厚仪也在积极提高测量精度，如采用的先进的传感技术和创新的软件实现在应用时高精度测量，通过设置参数截止带可以将杂波排除掉，例如由基材GRP 或CRP 纤维造成的杂波。

超声波涂层测厚另外一个难点是测量具有相似特征的涂层厚度。这些涂层的阻抗值之差不足以区分反馈的超声波脉冲。新的技术革新可以解决这个问题，较弱的脉冲信号可以很明显的区分开，可靠准确地完成复杂的测量任务。

图：目前超声波涂层测厚仪也在积极提高测量精度，如采用的先进的传感技术和创新的软件实现在应用时高精度测量。

白光干涉薄膜厚度测量仪

用从深紫外到近红外可选配的宽光谱光源照射薄膜表面，探头同位接收反射光线。根据反射回来的干涉光，用反复校准的算法快速反演计算出薄膜的厚度。测量范围1nm-3mm，可同时完成多层膜厚的测试。对于100nm以上的薄膜，还可以测量n和k值，广泛适用于多种基材，在3C、汽车、医疗器械等涂层上均可应用。

可根据测量的需要选用不同的测厚仪，磁性测厚仪和涡流测厚仪一般测量的厚度适用0-5毫米，这类仪器又分探头与主机一体型，探头与主机分离型，前者操作便捷，后者适用于测非平面的外形。更厚的致密材质材料要用超声波测厚仪来测，测量的厚度可以达到0.7-250毫米。电解法测厚仪适合测量很细的线上面电镀的金，银等金属的厚度。

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