Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Měření tlouštěk vrstev niklu v praxi
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Měření tlouštěk vrstev niklu v praxi

Nedestruktivní měření tlouštěk vrstev niklu na oceli a barevných kovech je poměrně novou záležitostí a je umožněno díky moderní elektronice.

V současné době je v oblasti měření tlouštěk vrstev zřetelné rozdělení zájemců do dvou hlavních zájmových skupin. Jedna skupina se zajímá o levné ruční nebo kapesní digitální přístroje pro měření tlouštěk běžných vrstev, jako jsou např. Zn, Cr, Cu, barva a lak na oceli nebo elox, barva a lak na hliníku a barevných kovech. Tyto zájemce uspokojí řada přístrojů nabízených na našem trhu s různou úrovní komfortu obsluhy. Druhá skupina zájemců, která řeší problém nedestruktivního měření tlouštěk vrstev niklu na železe nebo barevných kovech, má velké problémy s naleznutím vhodného měřicího přístroje, a navíc požaduje po prodejcích této techniky, aby i tyto přístroje byly ruční a levné. Skutečnost je ovšem velmi neradostná, protože přístroje na měření tlouštěk vrstev niklu na železe nebo barevných kovech nemohou využívat fyzikálních metod běžně používaných pro měření tlouštěk vrstev Zn, Cr a barvy na oceli (magnetická indukce) nebo eloxu, barvy a laku na hliníku a barevných kovech (vířivé proudy). Obecně mohu ze své praxe konstatovat, že znalosti problematiky měření tlouštěk vrstev niklu na železe a barevných kovech mezi našimi zákazníky jsou velmi slabé. Plně to chápu, protože doposud se při měření těchto typů vrstev využívaly výhradně destruktivní metody, tj. metalografický výbrus nebo kapková metoda (odleptávání). Dovoluji si proto v následujícím textu alespoň krátce tuto problematiku měření čtenářům objasnit.

Elektrolytický nikl na železe

Elektrolytický (galvanický) nikl je magnetický, a proto nelze použít k měření jeho tloušťky vrstvy metodu magnetické indukce, která předpokládá, že na magnetickém podkladu (např. železe) je nanesena nemagnetická vrstva (např. zinek). Nelze ale ani použít metodu vířivých proudů, která předpokládá, že na elektricky vodivém podkladu (např. hliníku) je nanesena elektricky nevodivá vrstva (např. elox nebo barva). Jakou levnou fyzikální metodou tedy lze měřit vrstvy niklu na železe a lze to vůbec? Díky úrovni moderní elektroniky ano, a to speciálně upravenou (modifikovanou) metodou vířivých proudů. Maximální tloušťka měřené vrstvy by neměla přesáhnout 75 mikrometrů.

Elektrolytický nikl na mědi a mosazi

Z předchozího odstavce vyplývá, že rovněž nelze použít již citované běžné metody magnetické indukce nebo vířivých proudů. Existuje tedy i pro tento typ vrstvy a základního materiálu nějaká nová, a pokud možno levná fyzikální metoda? Odpověď je rovněž kladná a jedná se o speciálně upravenou (modifikovanou) metodu magnetické indukce, která umožňuje měřit tloušťky vrstev až do 125 mikrometrů.

Chemický nikl na železe

Měření tloušťky vrstvy chemického niklu ne železe je velmi ošidná problematika. Chemický nikl vždy obsahuje větší či menší procentuální podíl fosforu. Do jistého malého obsahu fosforu je vrstva chemického niklu magnetická a lze ji měřit použitím stejné metody jako při měření vrstev elektrolytického niklu na železe. Od jisté hodnoty obsahu fosforu se stává vrstva chemického niklu nemagnetickou a pak ji lze bez potíží měřit běžnými levnými ručními přístroji na principu magnetické indukce. Vysloveně kritickou se z praxe jeví rozmezí obsahu fosforu ve vrstvě chemického niklu v rozmezí od 5 do 7 %. Zde musí prodejce přístrojů pro měření tlouštěk vrstev ve spolupráci se zákazníkem provést řadu zkušebních měření na jeho konkrétních vzorcích a přitom vyzkoušet všechny výše popsané speciální metody měření a teprve pak rozhodnout, která metoda je pro zákazníka nejvhodnější.

Které přístroje měří vrstvy niklu

Zpravidla se jedná o přístroje stolního provedení a navíc modulární koncepce, tak aby speciální elektroniku pro vrstvy niklu na železe nebo niklu na mědi a mosazi bylo možné kdykoliv dle potřeb zákazníka doplnit do stávajícího přístroje a tím rozšířit jeho oblast použití. Jedním z představitelů jsou přístroje firmy CMI, Série 600 a 700. Vedle běžně používaných metod měření typu magnetické indukce a vířivých proudů je lze kdykoliv doplnit přímo u uživatele o výše popsanou speciální elektroniku. Toto provádí vyškolení servisní pracovníci například firmy NATIS, s. r. o., Kroměříž. Ke kalibrování přístroje slouží příslušné kalibrační normály, které je možné rovněž dodat. Obsluha přístroje zůstává stejná a jeho základní parametry, jako např. velikost paměti, výpočet statistiky, tisk protokolu o měření nebo výstup dat na počítač, rovněž. Přestože jsou přístroje CMI Série 600 a 700 stolního provedení, jejich hmotnost cca 3 kg umožňuje jejich přenášení v případě potřeby po provoze. Rovněž cena těchto přístrojů není s ohledem na jejich univerzálnost a modulárnost nijak přemrštěná.

Jiné metody měření vrstev niklu

Předpokládáme-li pouze metody nedestruktivní, existuje jedna velmi rychlá, přesná, ale bohužel velmi drahá metoda měření tlouštěk vrstev elektrolytického nebo chemického niklu na železe nebo mědi a mosazi. Jedná se o metodu rentgenové fluorescence, která umožňuje měřit najednou až pětinásobné tloušťky vrstev a navíc i chemické složení slitinových vrstev, které obsahují až 15 komponentů (např. Sn90Pb10). Touto metodou lze vedle tloušťky vrstvy niklu změřit i procentuální obsah fosforu v případě chemického niklu a navíc i vyčerpanost niklové lázně (měřením obsahu niklu v této lázni). Jedním z představitelů rentgenových (XRX) laboratorních přístrojů jsou přístroje firmy CMI Série 900.

Závěr

Z výše uvedeného textu vyplývá, že stolní modulární přístroje jsou velmi univerzální ve svém použití. Jsou výhodné pro firmy se širokým spektrem vyráběných typů galvanických vrstev, které nelze měřit klasickými ručními přístroji, a tam, kde nákup drahého laboratorního přístroje na principu rentgenové fluorescence (XRX) nepřipadá v úvahu, protože by nebyly plně využity jeho možnosti.
Dodavatelem popisované měřicí techniky firmy CMI je firma NATIS, s. r. o., Kroměříž.

Další články

Technologie pro povrchové úpravy
Metrologie/ kontrola jakosti

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: