專利名稱：一種評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能的方法。

背景技術(shù)：
鍍層的界面結(jié)合性是評(píng)價(jià)鍍層質(zhì)量的最重要性能指標(biāo)。在評(píng)價(jià)鍍層的界面結(jié)合性能時(shí)，有效的把載荷施加到基體和鍍層的界面上，來破壞基體和鍍層的原子間結(jié)合力，從而導(dǎo)致界面發(fā)生失效是評(píng)價(jià)方法的核心。由于鍍層的界面結(jié)合性能與其抗剝落能力密切相關(guān)，從而研究鍍層的抗剝落能力也可定性地評(píng)價(jià)涂層的界面結(jié)合性能。
目前，使基體和鍍層的界面發(fā)生失效的方法有化學(xué)腐蝕法和超聲空化法。使用化學(xué)腐蝕法時(shí)，鍍鉻層浸入到溶解液中后，由于邊緣效應(yīng)，試樣邊角位置的鍍鉻層優(yōu)先被溶解，隨后鍍鉻層沿著界面由四周向中心逐漸地被溶解去除。鍍層溶解液的化學(xué)作用可有效地破壞基體和鍍層的原子間結(jié)合力，達(dá)到使界面失效的效果，但該方法的缺點(diǎn)是耗時(shí)很長、工作環(huán)境差。使用超聲空化法時(shí)，超聲波雖然可有效的將載荷施加到溶液中的固體表面上，但如果直接施加到鍍層的表面，鍍層為多點(diǎn)剝落，不能有效的控制鍍層沿界面剝落，從而無法對(duì)鍍鉻層結(jié)合性能做出正確的評(píng)價(jià)。
近期，Pigerre J.等人提出一種新的超聲加載方法來評(píng)價(jià)鍍層抗剝落能力，該方法在蒸餾水中從試樣鍍層的背面施加超聲波，充分利用了超聲空化和超聲流動(dòng)的聯(lián)合作用。對(duì)于一般與基面結(jié)合較弱的涂層，其可有效的使涂層沿界面剝落，但對(duì)于強(qiáng)結(jié)合涂層(如鋼基體上的鍍鉻層)，雖然它可加速鍍層的剝落，但無法有效地導(dǎo)致鍍層沿界面剝落，從而也無法對(duì)鍍鉻層結(jié)合性能做出正確的評(píng)價(jià)。
J.Pigerre，C.Ross，T.Mehinto，etc.Flash test development using ultrasonicsfor fast qualification of the mechanical resistance of industrial organiccoatings Part I.Methodological approach.Progress in Organic Coatings，2004，50132-137

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能的方法，利用該方法，既能促使鍍層的快速剝落又能控制鍍層由四周向中心剝落，從而便于利用已知技術(shù)來對(duì)鍍鉻層結(jié)合性能做出正確的評(píng)價(jià)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能的方法，具體為 A將鍍鉻試樣浸入到溶解液中，利用溶解液的化學(xué)腐蝕作用有效地破壞基體和鍍層的原子間結(jié)合力，利用溶解邊緣效應(yīng)控制鍍層由四周向中心剝落； B從試樣上與鍍鉻層面相對(duì)的一面上施加超聲波，利用超聲波的空化作用，促使鍍鉻層的快速剝落； C利用公式n(t)＝ΔS/S0計(jì)算鍍鉻層的剝落面積百分比來評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能，其中，t為鍍鉻層開始剝落后達(dá)到明顯剝落面積的一段時(shí)間，ΔS為t時(shí)間內(nèi)鍍鉻層剝落的面積，S0為剝落前鍍鉻層總面積，n(t)為t時(shí)間內(nèi)的剝落面積百分比。
本發(fā)明一種評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能的方法，利用了化學(xué)腐蝕和超聲空化的聯(lián)合作用，并采用從試樣上與鍍鉻層面相對(duì)的一面上施加超聲波的方法，促使了強(qiáng)結(jié)合的鍍層沿界面快速的剝落，通過計(jì)算一定時(shí)間內(nèi)的剝落面積百分比來對(duì)鍍鉻層結(jié)合性能做出正確的評(píng)價(jià)。



附圖為本發(fā)明方法所使用來評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能的超聲溶解裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 附圖所示為本發(fā)明方法所使用來評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能的超聲溶解裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，水槽1中放置有一個(gè)容器3，容器3中放置有試樣5，試樣5的鍍鉻層6面朝上放置，水槽1內(nèi)裝有低于容器3杯口面的蒸餾水，容器3中裝有浸沒試樣5的溶解液7，水槽1的下部設(shè)置有超聲波發(fā)生器4，超聲波發(fā)生器4相對(duì)于試樣5安裝且該超聲波發(fā)生器4的頭部對(duì)應(yīng)于試樣圖層6的背面。
利用上述裝置在實(shí)施本發(fā)明方法時(shí)，在容器3中，通過溶解液7的腐蝕作用，利用鍍鉻層的溶解邊緣效應(yīng)，使基體8和鍍鉻層6的界面邊緣暴露出來；隨后啟動(dòng)超聲波發(fā)生器4施加載荷到基體8和鍍鉻層6的界面上；由于涂層溶解液的化學(xué)作用有效的破壞了基體8和鍍鉻層6的原子間結(jié)合力，利用超聲波的空化作用，可有效的促使鍍層6的快速剝落；這樣，涂層溶解液的化學(xué)腐蝕和超聲波的超聲空化的聯(lián)合作用，促使了強(qiáng)結(jié)合的鍍層沿界面快速的剝落，從而可以有效的對(duì)鍍鉻層結(jié)合性能做出正確的評(píng)價(jià)。容器3放置在水槽1中的蒸餾水中，可防止由于超聲波的作用使溶解液的溫度過高，保證了涂層剝落的過程在一定的溫度范圍下進(jìn)行。
通過鍍鉻層的剝落面積百分比(n)隨超聲時(shí)間的變化來評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能的好壞。假設(shè)超聲溶解前鍍鉻層的面積為S0，超聲一定時(shí)間t后殘留鉻層的面積為St，則鍍鉻層剝落的面積為ΔS＝S0-St。由此，一定時(shí)間內(nèi)鍍鉻層的剝落面積百分比公式為 根據(jù)鍍鉻層的剝落面積百分比即可理解鍍鉻層結(jié)合性能好壞。
權(quán)利要求
1.一種評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能的方法，具體為
A將鍍鉻試樣浸入到溶解液中，利用溶解液的化學(xué)腐蝕作用有效地破壞基體和鍍層的原子間結(jié)合力，利用溶解邊緣效應(yīng)控制鍍層由四周向中心剝落；
B從試樣上與鍍鉻層面相對(duì)的一面上施加超聲波，利用超聲波的空化作用，促使鍍鉻層的快速剝落；
C利用公式n(t)＝ΔS/S0計(jì)算一定時(shí)間內(nèi)鍍鉻層的剝落面積百分比來評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能，其中ΔS為鍍鉻層剝落的面積，S0為剝落前鍍鉻層總面積，n(t)為一定時(shí)間內(nèi)的剝落面積百分比。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種評(píng)價(jià)鍍鉻層結(jié)合性能的方法，該方法通過將鍍鉻試樣浸入到溶解液中，利用溶解液的化學(xué)腐蝕作用有效地破壞基體和鍍層的原子間結(jié)合力，使鍍層由四周向中心剝落；并從試樣鍍層的背面施加超聲波，利用超聲波的空化作用，促使鍍層的快速剝落。本方法利用了化學(xué)腐蝕和超聲空化的聯(lián)合作用，并采用從試樣上與鍍鉻層面相對(duì)的一面上施加超聲波的方法，促使了強(qiáng)結(jié)合的鍍層沿界面快速的剝落，通過計(jì)算一定時(shí)間內(nèi)的剝落面積百分比來對(duì)鍍鉻層結(jié)合性能做出正確的評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)G01N33/00GK101162223SQ20071017682
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者陳光南, 李懷學(xué), 羅耕星, 坤 張, 肖京華, 葉智軍, 張國祥, 吳臣武, 楊班權(quán), 凱 張 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所