一种评价镀铬层结合性能的方法

摘要

本发明公开了一种评价镀铬层结合性能的方法，该方法通过将镀铬试样浸入到溶解液中，利用溶解液的化学腐蚀作用有效地破坏基体和镀层的原子间结合力，使镀层由四周向中心剥落；并从试样镀层的背面施加超声波，利用超声波的空化作用，促使镀层的快速剥落。本方法利用了化学腐蚀和超声空化的联合作用，并采用从试样上与镀铬层面相对的一面上施加超声波的方法，促使了强结合的镀层沿界面快速的剥落，通过计算一定时间内的剥落面积百分比来对镀铬层结合性能做出正确的评价。

说明书

技术领域

本发明涉及一种评价镀铬层结合性能的方法。

背景技术

镀层的界面结合性是评价镀层质量的最重要性能指标。在评价镀层的界面结合性能时，有效的把载荷施加到基体和镀层的界面上，来破坏基体和镀层的原子间结合力，从而导致界面发生失效是评价方法的核心。由于镀层的界面结合性能与其抗剥落能力密切相关，从而研究镀层的抗剥落能力也可定性地评价涂层的界面结合性能。

目前，使基体和镀层的界面发生失效的方法有化学腐蚀法和超声空化法。使用化学腐蚀法时，镀铬层浸入到溶解液中后，由于边缘效应，试样边角位置的镀铬层优先被溶解，随后镀铬层沿着界面由四周向中心逐渐地被溶解去除。镀层溶解液的化学作用可有效地破坏基体和镀层的原子间结合力，达到使界面失效的效果，但该方法的缺点是耗时很长、工作环境差。使用超声空化法时，超声波虽然可有效的将载荷施加到溶液中的固体表面上，但如果直接施加到镀层的表面，镀层为多点剥落，不能有效的控制镀层沿界面剥落，从而无法对镀铬层结合性能做出正确的评价。

近期，Pigerre J.等人提出一种新的超声加载方法来评价镀层抗剥落能力，该方法在蒸馏水中从试样镀层的背面施加超声波，充分利用了超声空化和超声流动的联合作用。对于一般与基面结合较弱的涂层，其可有效的使涂层沿界面剥落，但对于强结合涂层(如钢基体上的镀铬层)，虽然它可加速镀层的剥落，但无法有效地导致镀层沿界面剥落，从而也无法对镀铬层结合性能做出正确的评价。

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，2004，50：132-137

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种评价镀铬层结合性能的方法，利用该方法，既能促使镀层的快速剥落又能控制镀层由四周向中心剥落，从而便于利用已知技术来对镀铬层结合性能做出正确的评价。

为实现上述目的，本发明一种评价镀铬层结合性能的方法，具体为：

A：将镀铬试样浸入到溶解液中，利用溶解液的化学腐蚀作用有效地破坏基体和镀层的原子间结合力，利用溶解边缘效应控制镀层由四周向中心剥落；

B：从试样上与镀铬层面相对的一面上施加超声波，利用超声波的空化作用，促使镀铬层的快速剥落；

C：利用公式n(t)＝ΔS/S₀计算镀铬层的剥落面积百分比来评价镀铬层结合性能，其中，t为镀铬层开始剥落后达到明显剥落面积的一段时间，ΔS为t时间内镀铬层剥落的面积，S₀为剥落前镀铬层总面积，n(t)为t时间内的剥落面积百分比。

本发明一种评价镀铬层结合性能的方法，利用了化学腐蚀和超声空化的联合作用，并采用从试样上与镀铬层面相对的一面上施加超声波的方法，促使了强结合的镀层沿界面快速的剥落，通过计算一定时间内的剥落面积百分比来对镀铬层结合性能做出正确的评价。

附图说明

附图为本发明方法所使用来评价镀铬层结合性能的超声溶解装置结构示意图。

具体实施方式

附图所示为本发明方法所使用来评价镀铬层结合性能的超声溶解装置结构示意图。

如图所示，水槽1中放置有一个容器3，容器3中放置有试样5，试样5的镀铬层6面朝上放置，水槽1内装有低于容器3杯口面的蒸馏水，容器3中装有浸没试样5的溶解液7，水槽1的下部设置有超声波发生器4，超声波发生器4相对于试样5安装且该超声波发生器4的头部对应于试样图层6的背面。

利用上述装置在实施本发明方法时，在容器3中，通过溶解液7的腐蚀作用，利用镀铬层的溶解边缘效应，使基体8和镀铬层6的界面边缘暴露出来；随后启动超声波发生器4施加载荷到基体8和镀铬层6的界面上；由于涂层溶解液的化学作用有效的破坏了基体8和镀铬层6的原子间结合力，利用超声波的空化作用，可有效的促使镀层6的快速剥落；这样，涂层溶解液的化学腐蚀和超声波的超声空化的联合作用，促使了强结合的镀层沿界面快速的剥落，从而可以有效的对镀铬层结合性能做出正确的评价。容器3放置在水槽1中的蒸馏水中，可防止由于超声波的作用使溶解液的温度过高，保证了涂层剥落的过程在一定的温度范围下进行。

通过镀铬层的剥落面积百分比(n)随超声时间的变化来评价镀铬层结合性能的好坏。假设超声溶解前镀铬层的面积为S₀，超声一定时间t后残留铬层的面积为S_t，则镀铬层剥落的面积为ΔS＝S₀-S_t。由此，一定时间内镀铬层的剥落面积百分比公式为：

$n\left(t\right)=\frac{\mathrm{\Delta S}}{S_0}$

根据镀铬层的剥落面积百分比即可理解镀铬层结合性能好坏。