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电镀层物理性能

测量介绍第1页

电镀层厚度

镀层成份

镀层结协力

镀层硬度

镀层镍封颗粒数及应力

镀层延展性

第2页测量电镀层厚度意义电镀层厚度是衡量镀层质量主要指标。很大程度影响着产品可靠性和使用寿命。是镀层物理性能测试中一个主要项目。第3页

检测方法分类

破坏性检测点滴法、液流法、溶解法、电量法（库仑法）和金相法非破坏性检测磁性法、涡流法、X射线法第4页

镀层厚度和电位差同时测定

（库仑仪）

原理库仑法又称电量法.在被测镀层表面已知面积上,以恒定电流密度在对应试液中镀件作为阳极来溶解镀层.当镀层金属溶解完成,裸露出基体或中间镀层时,电解池电压发生突变,以此作为测量终点.依据库仑定律,以溶解镀层金属消耗电量、溶解镀层面积、镀层金属电化当量、密度以及阳极溶解电流效率计算镀层局部厚度。应用

1、测定各种金属镀层厚度。

2、测定多层金属镍之间电位差。依据标准：ASTMB504，ISO2177，ASTMB764第5页测试槽cell

去膜电解液

电解槽测试槽银/氯化银参比电极搅拌

垫圈试样第6页

四层镍电位差及厚度图示第7页

多層鎳電鍍

雙層鎳: 半光亮鎳、光亮鎳三層鎳: 半光亮鎳、高硫鎳、光亮鎳 半光亮鎳、光亮鎳、鎳封四層鎳:

半光亮鎳、高硫鎳、光亮鎳、鎳封第8页

电位差镍层含硫量愈高,电位愈负,愈轻易被腐蚀。镍层含硫量愈低,电位愈正,愈难被腐蚀。光亮镍(含硫：0.04-0.08%)半光亮镍(含硫：<0.003%)高硫镍(含硫：0.15%)电位最负电位最正第9页金相法(cross-section)原理利用光学原理，对物体进行放大，能够观察到物体表面或断面金相显微结构。应用经过对电镀用底材、电镀层横截面和表面结构放大观察，可分析电镀品品质和找出缺点（如气孔、裂纹、夹杂物、剥皮等）产生原因及测量镀层厚度。依据标准：ASTMB487，ISO1463，GB/T6462第10页

切片测量厚度条件镀层厚度应大于０.8um无需知基材及镀层合金百分比普通可自主表面上之一处或几处切取试样．除另有要求外，应在镀层有代表性厚度和易出现疵病之处切割．因为能直接观察判断测试结果，所以通常作为镀层和化学保护层测厚方法仲裁方法．

第11页操作过程Cutting切割

Mounting镶嵌

Photo拍照Grinding磨光

Polishing抛光

Etching微蚀

(Cleaning)清洗

Howtomakeabettercross-section?怎样做一个更加好切片

Youcandoitbetter,ifyouthinkitisanart.当它是艺术品去做

第12页铝轮毂经典镀层结构第13页铝合金氧化膜厚度第14页塑料工件漆膜厚度第15页ABS基材工件产生麻点第16页ABS基材工件产生裂纹

第17页ABS基材工件表面腐蚀点第18页铝轮毂工件CASS后表面起泡第19页锌合金工件产生针孔第20页X-ray测厚什么是X射线?RADIO

MICRO

IR

VISIBLE

UV

‘X-RAY’GAMMA-RAYX射线是一个能量形态，是电磁波谱中特定一段区域。第21页探测器X射线管样品PrimaryX-RayFluorescentX-RayX射线产生第22页X-ray测厚原理及其应用原理X射线射到电镀层表面，产生X射线荧光，依据荧光谱线出现能量位置及其强度能够得到镀层组成及厚度信息。应用用于各种金属镀层厚度测量和成份分析。依据标准：ASTMB568，ISO3497，GB/T16921第23页牛津制造：微焦X射线管牛津微焦X射线管在更小束斑下激发更高荧光X射线强度高计数率，改进分析精度抵达更小激发X射线束斑第24页

控制激发束斑：多准直器程控交换对不一样形状、尺寸样品，获取最高荧光X射线强度。各种规格圆形、矩形准直器可供选择。最多可安装6种准直器第25页应用领域PCB（电子线路板）

表面处理---Cu上沉镍金及Cu上沉锡等。GMF（普通五金电镀）

不一样基材上电镀各金属镀层。注：不包含清漆、涂层等非金属膜层。

第26页测量厚度范围普通电镀件最多可测三层三层总厚度不要超出30um对于薄镀件也可测四层，但精度会达不到要求，准确度也不高，测量意义不大。

第27页Range1um10um100um1000umTiCrNiZnRbSrZrNbRhPdAgCdInSnSbHfWPtAuPbBiElements膜厚度测定范围(单层)第28页IVIIIbIIIbIIIVbVbVIbVIIbIbIIbIIIIVVVIVIIVIII1H2He3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar19K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr37Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pd47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe55Cs56Ba57La72Hf73Ta74W87Fr88Ra89Ac104RfLanthanidesActinides58Ce90Th75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn59Pr60Nd61Pm62Sm63Eu64Gd65Tb66Dy67Ho68Er69Tm70Yb71Lu91Pa92U93Np94Pu95Am96Cm97Bk98Cf99Es100Fr101Md102Nc103LwNonmetals非金属Semimetals半金属MetalsforPlating电镀金属Metals金属105Db106Sg107Bh108Hs第29页对样品要求说明电镀层金属次序（包含基材是何金属或非金属）测试点位置对于合金镀层说明各成份百分比如：仿金中Cu.Zn百分比黑镍中Ni.Zn百分比枪色中Ni.Sn百分比等。第30页磁性法及涡流法测厚磁性法:利用磁通量随涂膜非磁性层在磁体和底材之间厚度改变而改变原理来测定磁性金属（铁基）底材上涂膜厚度涡流法:利用感应涡流大小随仪器探头线圈与基础金属间涂膜厚度大小改变

而改变原理来测定非磁性金属（非铁基）底材上膜厚

无损、方便、快捷第31页

电镀层厚度

镀层成份

镀层结协力

镀层硬度

镀层镍封颗粒数及应力

镀层延展性

第32页

电镀层成份测定

（扫描电镜-能谱系统）原理

经过接收与处理由高能电子束作用于试样所激发出二次电子、背散射电子、特征X-射线等信号，分别能够取得材料形貌、结构、成份及含量等信息第33页扫描电镜-能谱系统应用用于材料表面形貌、晶体结构观察和化学成份分析镍腐蚀铜晶结构第34页

扫描电子显微镜(SEM)成像方式扫描电子显微镜有各种成像方法最惯用有:二次电子成像（Secondaryelectronimaging,SE)背散射电子成像（Back-scatteringelectronimaging,BSE)电流成像第35页

二次电子成像（SE）

高能入射电子束轰击样品时，入射电子束会把样品中电子“轰”出来，产生大量“二次电子”。“二次电子”成像就是搜集这些“二次电子”而成图像。因为能被搜集二次电子与表面形貎强烈相关，所以，二次电子成像只反应表面形貎。第36页

背散射电子成像（BSE）

入射电子束中有一部分会被“弹性”反射回来。只搜集这部分被“弹性”反射回来电子成像（检测器与SE检测器不一样)，叫做BSE像，与SE像不一样，BSE像与形貎关系较小，但与样品原子质量相关。电子与越重元素碰撞，反射回来电子也越多。反之，反射回来电子就越少。所以，BSE图像能够用来做“元素成像”。金/化学镍层,金层脱落后,露出镍层,

显黑色,因镍比金轻锡铅合金BSE像,白色为铅,因铅重过锡第37页

电子能谱（EDX）

EDX是利用检测被测物质（元素）特征X射线，来对微区进行元素判定（定性分析）或定量分析。特征X射线是每种元素所固有一套谱线，就象每个人“指纹”和DNA一样，利用些“指纹”就能够确定对应元素存在是否。第38页

20KeV高能电子能够将样品中原子内层电子轰击出来,称之为电离,当内层有空位时,原子外层电子会填充内层空位,同时放出(发射)同等能量特征X(射线)光子(E=hn).每一个元素有一组特征X射线,其X光子能量是一定和固有,EDX就是利用半导体探测器,将被测元素特征X光子能量和数量(产额)准确地测量出来.来对微区进行元素判定(经过比较X射线能量)或定性分析,也能够经过测量某一元素某一X射线产额,与已知含量样品(标样)进行比较,进行定量分析.因为特征X光子数量(产额)与该元素含量成正比.第39页

电镀层厚度

镀层成份

镀层结协力

镀层硬度

镀层镍封颗粒数及应力

镀层延展性

第40页

镀层结协力试验定义：镀层结协力是指镀层与基体金属（或中间镀层）结合强度，即单位表面积镀层从基体金属（或中间镀层）上剥离所需要力．原因：镀层结协力不好，多数原因是镀前处理不良所致．另外，镀液成份和工艺规范不妥或基体金属与镀层金属热膨胀系数悬殊，均对镀层结协力有显著影响．第41页

检测方法

评定镀层与基体金属结协力方法很多大多数为定性方法：１弯曲试验２锉刀试验３划痕试验４热震试验５反向锯刀试验第42页

试验方法弯曲试验

在外力作用下使试样弯曲或拐折，因为镀层与基体金属（或中间镀层）受力程度不一样，二者间产生分力，当该分力大于其结合强度时，镀层即从基体（或中间镀层）上剥离。任何剥离、碎裂、片状剥落迹象均认为是结协力不好。锉刀试验将镀件夹在台钳上，用一个粗齿扁锉锉其锯断面，锉动方向是从基体金属向镀层，锉刀与镀层表面大约成４５度，结协力好镀层，试验中不应出现剥离。第43页

划痕试验

用一刃口磨成３０度锐角硬质划刀，划两条相距为２mm平行线。划线时，应施以足够压力，使划刀一次就能划破镀层到达基体金属。假如两条划线之间镀层有任何部分脱离基体金属，则认为结协力不好。本试验另一方法是：划边长为１mm正方形格子，观察格子内镀层是否从基体上剥落。热震试验将受检试样在一定温度下进行加热，然后骤然冷却，便能够测定许多镀层结协力，这是基于镀层金属与基体金属（或中间镀层）热膨胀系数不一样而发生变形差异。检验镀层是否起泡或脱落。第44页

反向锯刀试验摆放样本作测试，锯齿由基体面向镀层。作3或4次切割，相互之测试距离约3—4毫米，观察底材与镀层或镀层与镀层之间有没有结协力不良。任何结协力不良都被认为不经过此次测试

第45页

电镀层厚度

镀层成份

镀层结协力

镀层硬度

镀层镍封颗粒数及应力

镀层延展性

第46页

硬度测试显微维氏硬度（HV）第47页压头：正四菱锥金刚石压头第48页测量过程第49页

显微维氏硬度

显微维氏：HV0.01,0.015,0.02,0.025,0.05,0.1,0.2,0.3,0.5,1第50页金属镀层硬度大小铬—铂—铑—镍—钯—钴—铁—铜—银—锌——镉—锡—铅镀层厚度条件：1.最少15um2.试样厚度最少为压痕直径

1.4倍第51页金属镀层硬度比较

40006000800010000PbSnZnAgCuFeNiCrHardnessHV[kp/mm²]ElektrolyticallyDepositedMetallurgicallyManufactured第52页

电镀层厚度

镀层成份

镀层结协力

镀层硬度

镀层镍封颗粒数及应力

镀层延展性

第53页镍封作用光亮镍镀液中加入不导电微粒,在光亮镍镀层上镀上該层具均勻分布微粒薄镍镀层,再镀上铬,形成微孔铬,当工件受腐蚀時,因为微孔作用,使腐蚀分散而向橫向发展。第54页PoreCounts镍封颗粒数第55页