[科普中国]-膜厚测试仪

膜厚测试仪，分为手持式和台式二种，手持式又有磁感应镀层测厚仪，电涡流镀层测厚仪，荧光X射线仪镀层测厚仪。手持式的磁感应原理时，利用从测头经过非铁磁覆层而流入铁磁基体的磁通的大小，来测定覆层厚度。也可以测定与之对应的磁阻的大小，来表示其覆层厚度。

台式的荧光X射线膜厚测试仪，是通过一次X射线穿透金属元素样品时·产生低能量的光子，俗称为二次荧光，,在通过计算二次荧光的能量来计算厚度值。

磁感应测量采用磁感应原理时，利用从测头经过非铁磁覆层而流入铁磁基体的磁通的大小，来测定覆层厚度。也可以测定与之对应的磁阻的大小，来表示其覆层厚度。覆层越厚，则磁阻越大，磁通越小。利用磁感应原理的测厚仪，原则上可以有导磁基体上的非导磁覆层厚度。一般要求基材导磁率在500以上。如果覆层材料也有磁性，则要求与基材的导磁率之差足够大（如钢上镀镍）。当软芯上绕着线圈的测头放在被测样本上时，仪器自动输出测试电流或测试信号。早期的产品采用指针式表头，测量感应电动势的大小，仪器将该信号放大后来指示覆层厚度。电路设计引入稳频、锁相、温度补偿等地新技术，利用磁阻来调制测量信号。还采用专利设计的集成电路，引入微机，使测量精度和重现性有了大幅度的提高（几乎达一个数量级）。现代的磁感应测厚仪，分辨率达到0.1um，允许误差达1%，量程达10mm。

磁性原理测厚仪可应用来精确测量钢铁表面的油漆层，瓷、搪瓷防护层，塑料、橡胶覆层，包括镍铬在内的各种有色金属电镀层，以及化工石油待业的各种防腐涂层1。

电涡流测量高频交流信号在测头线圈中产生电磁场，测头靠近导体时，就在其中形成涡流。测头离导电基体愈近，则涡流愈大，反射阻抗也愈大。这个反馈作用量表征了测头与导电基体之间距离的大小，也就是导电基体上非导电覆层厚度的大小。由于这类测头专门测量非铁磁金属基材上的覆层厚度，所以通常称之为非磁性测头。非磁性测头采用高频材料做线圈铁芯，例如铂镍合金或其它新材料。与磁感应原理比较，主要区别是测头不同，信号的频率不同，信号的大小、标度关系不同。与磁感应测厚仪一样，涡流测厚仪也达到了分辨率0.1um，允许误差1%，量程10mm的高水平。

采用电涡流原理的测厚仪，原则上对所有导电体上的非导电体覆层均可测量，如航天航空器表面、车辆、家电、铝合金门窗及其它铝制品表面的漆，塑料涂层及阳极氧化膜。覆层材料有一定的导电性，通过校准同样也可测量，但要求两者的导电率之比至少相差3-5倍（如铜上镀铬）。虽然钢铁基体亦为导电体，但这类任务还是采用磁性原理测量较为合适1。

XRD简单地说萤光X射线装置(XRF)和X射线衍射装置(XRD)有何不同,萤光X射线装置(XRF)能得到某物质中的元素信息（物质构成,组成和镀层厚度）,X射线衍射装置(XRD)能得到某物质中的结晶信息。

具体地说,比如用不同的装置测定食盐(氯化钠=NaCl)时,从萤光X射线装置得到的信息为此物质由钠(Na)和氯(Cl)构成,而从X射线衍射装置得到的信息为此物质由氯化钠(NaCl)的结晶构成。单纯地看也许会认为能知道结晶状态的X射线衍射装置(XRD为好,但当测定含多种化合物的物质时只用衍射装置(XRD)就很难判定,必须先用萤光X射线装置(XRF)得到元素信息后才能进行定性1。

XRFX射线的能量穿过金属镀层的同时，金属元素其电子会反射其稳定的能量波谱。通过这样的原理，我们设计出：膜厚测试仪也可称为膜厚测量仪，又称金属涂镀层厚度测量仪，其不同之处为其即是薄膜厚度测试仪，也是薄膜表层金属元素分析仪，因响应全球环保工艺准则，故市场上最普遍使用的都是无损薄膜X射线荧光镀层测厚仪。

X射线和紫外线与红外线一样是一种电磁波。可视光线的波长为0.000001 m （1μm）左右。

对某物质进行X射线照射时,可以观测到主要以下3种X射线。

（1） 萤光X射线

（2） 散乱X射线

（3） 透过X射线

的产品是利用萤光X射线得到物质中的元素信息(组成和镀层厚度)的萤光X射线法原理。和萤光X射线分析装置一样被使用的X射线衍射装置是利用散乱X射线得到物质的结晶信息(构造)。而透过X射线多用于拍摄医学透视照片。另外也用于机场的货物检查。象这样根据想得到的物质信息而定X射线的种类1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学