CN106225692A - 一种铝合金复合板包覆层厚度的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝合金复合板包覆层厚度的测量方法，解决了目前测量方法测量误差大的问题。具体步骤为：选择一系列不同含量的铝合金光谱标准样品，标准样品中的主要元素的含量要包括包覆层和基材铝合金材料的含量范围；首先测定每种标准样品的溅射率，将溅射率数值和标准样品的含量输入分析仪器的样品库；选定辉光放电光谱仪的测定条件，将标准样品在选定的工作条件下逐一进行测定，绘制出工作曲线，将分析时间‑元素强度分析曲线定量转换为元素含量‑溅射深度分析曲线；将试样在辉光放电光谱仪上进行测定，在元素含量‑溅射深度曲线上找到具有明显拐点的元素的曲线，以此拐点得到分析试样包覆层的厚度。本发明方法简单、快速，准确度好、精度高。

Description

一种铝合金复合板包覆层厚度的测量方法

技术领域：

本发明涉及一种表面分析技术，具体涉及一种铝合金复合板包覆层厚度的测量方法。

背景技术：

铝合金复合板是两种或两种以上铝合金经轧制复合后制成的板材，俗称钎焊铝合金板，是发动机散热器用材料，由基材和包覆层组成。复合板厚度为0.21～5mm，包覆率为5～18％。其包覆层厚度是材料主要指标。关于铝合金复合板包覆层厚度的测定，在YS/T69-2012(钎焊用铝及铝合金复合板)中规定的测量方法为金相显微镜组织法。有关铝合金复合板的相关研究报道，也是采用这种方法测定包覆层厚度，尚未查到其它的方法。金相显微镜组织法首先要求板材的横断面与侧面必须是垂直的，然后还要对横断面进行研磨抛光，酸液侵蚀，找出包覆层和基材的分界面。由于测量的是横断面，这种方法有其无法避免的缺陷。首先是无法保证横断面与侧面完全垂直，特别是薄板材，即使采用镶嵌的办法也无法避免这个缺陷，测量误差很大。第二是当基材和包覆层的界面不清晰时，测量误差更大，甚至会无法测量。

发明内容：

本本发明通过提供一种铝合金复合板包覆层厚度的测定方法，解决了目前测量方法测量误差大的问题。

本发明是由以下技术方案实现的：

一种铝合金复合板包覆层厚度的测定方法，采用辉光放电发射光谱法测定，具体步骤为：

1)选择一系列不同含量的铝合金光谱标准样品，标准样品中的主要元素的含量要包括包覆层和基材铝合金材料的含量范围；

2)工作曲线的绘制：首先测定每种标准样品的溅射率，将溅射率数值和标准样品的含量输入分析仪器的样品库；选定辉光放电光谱仪的测定条件，将标准样品在选定的工作条件下逐一进行测定，绘制出工作曲线，将分析时间-元素强度分析曲线定量转换为元素含量-溅射深度分析曲线；

3)试样的测定：将试样在辉光放电光谱仪上进行测定，在元素含量-溅射深度曲线上找到具有明显拐点的元素的曲线，以此拐点得到分析试样包覆层的厚度。

如果有不止一种元素含量有明显的区别，则每种元素都会出现以上情况，依据每种元素都可以计算出一个厚度值，最后取厚度值的平均值为包覆层厚度的最终结果，将会有更好的准确度。

本发明具有以下有益效果：

(1)通过用辉光放电光谱法测定铝合金复合板化学成分而测定了包覆层厚度，解决了目前金相显微镜法的缺点，适用所有厚度、所有型号的铝合金复合板。

(2)方法简单、快速，准确度好、精密度高。

(3)对于其他相同基体、不同材料的复合板的包覆层厚度提供了一种测定方法，特别是包覆层和基材没有清晰界面时，此方法也同样适用，并具有很高的准确度。

具体实施方式：

本发明为一种铝合金复合板包覆层厚度的测定方法，为克服背景技术的不足，本发明提供了一种铝合金复合板包覆层厚度的测定方法。这种方法是在测量铝合金复合板化学成分时，依据包覆层和基材中某些元素成分含量不同，通过其曲线变化而确定包覆层厚度。

方法的原理是在辉光放电光谱仪上测定其成分时，因为包覆层和基材中某一种或几种元素含量会有明显区别，所以在元素的成分含量-深度曲线上会出现非常明显的拐点，以此拐点作为基材与包覆层的分界点，由此分界点就可以确定出包覆层的厚度。如果有不止一种元素含量有明显的区别，则每种元素都会出现这种情况，依据每种元素都可以计算出一个厚度值，最后取其平均值为包覆层厚度的最终结果，将会有更好的准确度。

本发明要解决的技术问题是：

1、要准确的绘制出铝合金化学成分含量测定的曲线。曲线中元素的种类、测定范围要包括铝合金复合板中包覆层和基材的主要元素，特别是要包括成分含量有明显差别的元素。

2、准确的测定溅射率，把溅射时间换算为溅射深度，保证厚度测量的准确性。

本发明采用的技术方案是：

采用辉光放电发射光谱法测定铝合金复合板化学成分，具体步骤为：

1、选择一系列不同含量的铝合金光谱标准样品，标准样品中的主要元素的含量要包括包覆层和基材铝合金材料的含量范围；

2、工作曲线的绘制：首先测定每种标准样品的溅射率，将溅射率数值和标准样品的含量输入分析仪器的样品库；选定辉光放电光谱仪的测定条件，将标准样品在选定的工作条件下逐一进行测定，绘制出工作曲线，将分析时间-元素强度分析曲线定量转换为元素含量-溅射深度分析曲线；

3、试样的测定：将试样在辉光放电光谱仪上进行测定，在元素含量-溅射深度曲线上找到具有明显拐点的元素的曲线，以此拐点得到分析试样包覆层的厚度。

如果有不止一种元素含量有明显的区别，则每种元素都会出现以上情况，依据每种元素都可以计算出一个厚度值，最后取厚度值的平均值为包覆层厚度的最终结果，将会有更好的准确度。

实施例：

用本发明方法测定基材铝合金是3003+1.5％Zn，包覆层是4045+1.0Zn％的铝合金复合板。复合板厚度为0.5mm，包覆层的厚度是25(±2.5)微米的散热用铝合金复合板的包覆层厚度。

所用仪器及试剂：HR型辉光放电光谱仪、无水乙醇

1、分析试样的制备：

将试样制成25mm×25mm的块状，用无水乙醇清洗干净，用洗耳球吹干。

2、标准样品的选择及制备：

选择铝合金标准样品A30J2、A30J3、A30J4、AS2、G25J5C、G25J1B、G28J1Y、1226、在铣样机上加工好试样，备用。

3、选定辉光放电光谱仪的测定条件如下：

测量参数：吹扫时间30s；预积分时间130s；背景采集5s；基体采集10s。

激发源参数：包括气压：650Pa；功率：15W；Module：5.8V；、Phase：2.8V；

分析波长：Al：256.798nm；Si：288.158nm；Fe：371.994nm；Cu：324.754nm；Mn：403.449nm；Zn：334.502nm；

4、工作曲线的绘制：首先测定每种标准样品的溅射率，然后将标准样品在选定的工作条件下逐一进行测定进行，绘制出工作曲线，将分析时间-元素强度分析结果定量转换为元素含量-溅射深度曲线。

5、试样的测定：将铝合金复合板样品在测定的条件下进行激发测定，以其中Si元素的拐点为分界点，从而得到分析试样的包覆层的厚度。

6、如果有不止一种元素含量有明显的区别，则每种元素都会出现以上情况，依据每种元素都可以计算出一个厚度值，最后取厚度值的平均值为包覆层厚度的最终结果，将会有更好的准确度。

Claims (2)

1.一种铝合金复合板包覆层厚度的测量方法，采用辉光放电发射光谱法测定，其特征是：包括以下步骤：

1)选择一系列不同含量的铝合金光谱标准样品，标准样品中的主要元素的含量要包括包覆层和基材铝合金材料的含量范围；

2)工作曲线的绘制：首先测定每种标准样品的溅射率，将溅射率数值和标准样品的含量输入分析仪器的样品库；选定辉光放电光谱仪的测定条件，将标准样品在选定的工作条件下逐一进行测定，绘制出工作曲线，将分析时间-元素强度分析曲线定量转换为元素含量-溅射深度分析曲线；

3)试样的测定：将试样在辉光放电光谱仪上进行测定，在元素含量-溅射深度曲线上找到具有明显拐点的元素的曲线，以此拐点得到分析试样包覆层的厚度。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金复合板包覆层厚度的测量方法，其特征是：所述的具有明显拐点的元素不止一种时，依据每种元素都计算出一个厚度值，最后取厚度值的平均值为包覆层厚度的最终结果。