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工业胶带常识:薄膜厚度的常用测量

薄膜厚度测量是薄膜制造业的根底检测项目之一。薄膜其他一些功能目标都和厚度有关。很明显,假使一批单层薄膜厚度不平均,不单会影响到薄膜遍地的拉伸强度、阻隔性等,更会影响薄膜的后续加工。关于复合薄膜,厚度的平均性愈加主要,只要全体厚度平均,每一层树脂的厚度才能够平均。因而,薄膜厚度能否平均,能否与预设值一致,厚度偏向能否在指定的局限内, 这些都成为薄膜能否可以具有某些特征目标的前提。

薄膜厚度测量分为在线测试与非在线测试两种,最早用于薄膜厚度测量的长短在线测厚技能。之后,跟着射线技能的不时开展逐步研制出与薄膜出产线装置在一同的在线测厚设备。上个世纪 60年月在线测厚技能就曾经有了普遍的使用,目前更可以检测薄膜某一涂层的厚度。在线测厚技能与非在线测厚技能在测试道理上完全分歧,在线测厚技能普通采用射线技能等非接触式测量法,非在线测厚技能普通采用机械测量法或许基于电涡流技能或电磁感应道理的测量法,也有采用光学测厚技能、超声波测厚技能的。

1. 在线测厚较为经常见的在线测厚技能有β射线技能,X射线技能和近红外技能。

1.1 β射线技能 β射线技能是最先使用于在线测厚技能上的射线技能,在上世纪60年月就曾经普遍用于超薄薄膜的在线厚度测量了。它关于测量物没有要求,但β传感器对温度和大气压的转变、以及薄膜上下动摇敏感,设备关于辐射维护安装要求很高,并且旌旗灯号源改换费用昂贵, Pm147源可用5-6年,Kr85源可用10年,改换费用均在6000美元左右。

1.2 X射线技能这种技能很少为薄膜出产线所采用。X光管寿命短,改换费用昂贵,普通可用2-3年,改换费用在5000美元左右,并且不合用于测量由多种元素组成的聚合物,旌旗灯号源放射性强。X射线技能常用于钢板等单一元素的测量。

1.3 近红外技能近红外技能在在线测厚范畴的使用曾遭到条纹干预景象的影响,但目前近红外技能曾经打破了条纹干预景象关于超薄薄膜厚度测量的限制,完全可以进行多层薄膜总厚度的测量,而且因为红外技能本身的特点,还可以在测量复合薄膜总厚度的还给出每一层资料的厚度。近红外技能可用于双向拉伸薄膜、流延膜和多层共挤薄膜,旌旗灯号源无放射性,设备维护难度相对较低。

1.4在线测厚可以以最快的速度获取厚度测试数据,经过数据剖析,实时调整出产线的参数,缩短开车工夫。然则在线测厚设备必需装备与出产线相匹配的扫描架,这在必然水平上限制了在线测厚设备的反复应用。并且因为薄膜出产线往往需求长时间延续任务,因而响应的在线测厚设备也就必需长时间任务。在设备的价钱上,在线测试设备普通要比非在线测试设备贵良多,并且前者的运转费用与维护费用也比拟高。

2. 非在线测厚非在线测厚技能首要有—接触式测量法和非接触式测量法两类,接触式测量法首要是机械测量法,非接触式测量法包罗光学测量法、电涡流测量法、超声波测量法等。因为非在线测厚设备价钱廉价、体积小等缘由,使用范畴宽广。

2.1机械测厚仪采用最传统的测厚办法,数据不变牢靠,对试样没有选择性,普通可以分为点接触式和面接触式两类,它与非接触式测厚办法有着实质的区别——可以在进行厚度测量前给试样测量外表施加必然的压力(点接触力或面接触力),如许可以防止在运用非接触式测厚仪测量那些具有必然紧缩性、外表凹凸不服的资料时能够呈现数据动摇较大的景象。机械测厚仪的测试精度首要取决于测厚元件的精度,其中心元件——测量头及测量面临于细小的振动都非常敏感,所以在有振源的情况中测量精度没有任何意义。为了防止本身的振动,并尽能够地削减外界振动的影响,设备底座都采用重而宽的金属制成,这在必然水平上包管了测厚精度,却也给机械测厚仪的小型化和简便化带来了一些坚苦。情况温度和风速相同可以影响传感器的精度,因而必需在实行室情况内运用。机械法测厚仪因为测量头与试样的接触面积分歧,测量头的施力分歧,施力速度分歧,一样的试样(这里假定厚度平均一致)运用分歧类型的测厚仪很能够获得分歧的测试后果,这首要是因为可紧缩试样在分歧的状况下发生的形变率往往不一样。因而,在运用机械测厚仪测试时必需严厉执行所参照规范的测试前提和测试要求。

2.2 涡流测厚仪和磁性测厚仪涡流测厚仪和磁性测厚仪普通都是小型便携式设备,辨别应用了电涡流道理和电磁感应道理。专用于各类特定涂层厚度的测量,用于测量薄膜、纸张的厚度时有呈现误差的能够。

2.3 超声波测厚仪超声波测厚仪也多是小型便携式设备,应用超声波反射道理,可测金属、塑料、陶瓷、玻璃以及其它任何超声波良导体的厚度。可在高温下任务,这是良多其它类型的测厚仪所不具有的,但对检测试样的品种具有选择性。

2.4 光学测厚仪应用光学道理。从测试道理上来说光学测厚仪可到达极高的测试精度,然则这类测厚仪在运用及维护上要求极高:必需远离振源;严厉防尘;专业操作及维护等。运用局限较窄,仅合用于复合层数较少的复合膜。

2.5非在线测厚设备的发卖量要比在线测厚设备大一些,由于它的价钱廉价,并且相关于在线测厚设备,非在线测厚仪器都可以比拟便利的搬运挪动;再有,非在线测厚设备的运用与在线测厚设备的运用并不抵触,两者可以有用共同,进步产物及格率。关于某些试样运用分歧的测厚仪能够会获得分歧后果,这一方面是因为各类测厚仪的测试道理差别较大,另一方面,软包材大都具有可紧缩性,因而除机械测厚仪外的其它类型测厚仪往往对试样的材质具有选择性,通用性较差。

3. 软包装资料的特征经常见的软包材首要是由聚合物和纸成品加工制造的。聚合物分为橡胶、纤维、和塑料三大类。橡胶的特征是在室温下弹性高,即在很小的外力效果下,能发生很大的形变;外力去除后能敏捷恢恢复状,弹性模数小,约为105~106N/m2。相反,纤维的弹性模数较大,约为109~1010N/m2,受力时形变较小。塑料的弹性模数约为107~108N/m2,局部形变是可逆的,也有一局部则是永世形变。这三类聚合物是很难严厉划分的。例如聚氯乙稀是典型的塑料,但也可以抽成纤维,配入过量增塑剂可制成相似橡胶的软成品。凡间纸张性质松软,有必然的紧缩性,存在外表凹凸不服的状况。可见,聚合物和纸成品受力后都邑发生形变,处于一种被紧缩的形态,所以软包装资料普通都有必然的形变率,因而,在进行试样厚度测量时能否存在对试样测量面施加的压力将直接影响测试后果。

关于薄膜制造商而言,产物的厚度平均性是最主要的目标之一,想要有用地节制资料厚度,厚度测试设备是必不成少的,然则详细要选择哪一类测厚设备还需依据软包材的品种、厂商对厚度平均性的要求、以及设备的测试局限等要素而定。

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