Kiểm Tra Bề Mặt Lớp Mạ Trong Niken Hóa Học

Kiểm tra bề mặt lớp mạ niken hóa học là bước quan trọng để đảm bảo chất lượng và tính ứng dụng của sản phẩm. Lớp mạ không chỉ đẹp mà còn phải đạt các yêu cầu về độ dày, độ bám dính, khả năng chống ăn mòn, … Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về các phương pháp kiểm tra bề mặt lớp mạ niken hóa học.

Kiểm Tra Bề Mặt Bằng Phương Pháp Thực Nghiệm (Không Phá Hủy Bề Mặt)

1. Quan sát trực quan:

Đây là bước kiểm tra ban đầu, đơn giản nhất bằng mắt thường hoặc kính lúp để phát hiện các sai sót dễ nhận thấy trên bề mặt lớp mạ như:

• Màu sắc: Lớp mạ niken hóa học thường có màu xám bạc, đồng đều. Nếu xuất hiện các vùng màu sắc khác biệt như vàng, đen, xanh, … có thể do lớp mạ bị nhiễm bẩn, ăn mòn, hoặc thành phần lớp mạ không đồng nhất.

• Độ bóng: Tùy thuộc vào yêu cầu và dung dịch mạ, lớp mạ có thể có độ bóng mờ, bán bóng hoặc bóng gương. Bề mặt mờ, không đều có thể do khuấy trộn kém, tạp chất trong dung dịch, hoặc dòng điện không ổn định (đối với mạ điện).

• Bong tróc, phồng rộp: Lớp mạ bị bong tróc, phồng rộp cho thấy độ bám dính kém, có thể do tiền xử lý bề mặt không tốt, dung dịch mạ nhiễm bẩn, hoặc ứng suất bên trong lớp mạ quá lớn.

• Vết nứt, rỗ, lỗ kim: Các khuyết tật này làm giảm khả năng chống ăn mòn của lớp mạ, nguyên nhân có thể do dung dịch mạ, quá trình xử lý bề mặt, hoặc điều kiện mạ không phù hợp.

2. Sử dụng kính hiển vi quang học:

Kính hiển vi quang học phóng đại bề mặt lớp mạ lên gấp hàng trăm lần, giúp quan sát chi tiết hơn cấu trúc, kích thước hạt, lỗ rỗ, vết nứt, … Từ đó đánh giá chất lượng lớp mạ và phát hiện các sai sót tiềm ẩn.

3. Kiểm tra độ dày lớp mạ:

Có nhiều phương pháp đo độ dày lớp mạ niken hóa học, phổ biến nhất là:

• Phương pháp phá hủy:

  • Phương pháp đo lớp cắt: Cắt lớp mạ theo góc nghiêng, quan sát và đo độ dày lớp mạ dưới kính hiển vi. Phương pháp này cho kết quả chính xác nhưng phá hủy mẫu.

  • Phương pháp Coulometric: Hoà tan lớp mạ trong dung dịch đặc biệt, đo lượng điện tích cần thiết để hoà tan hoàn toàn lớp mạ. Từ đó tính toán độ dày lớp mạ dựa trên định luật Faraday.

• Phương pháp không phá hủy:

  • Phương pháp đo cảm ứng từ: Sử dụng đầu dò tạo từ trường, đo cường độ từ trường phản hồi từ lớp mạ. Độ dày lớp mạ tỷ lệ nghịch với cường độ từ trường phản hồi.

  • Phương pháp đo dòng điện xoáy: Dòng điện xoáy được tạo ra trên bề mặt lớp mạ. Độ dày lớp mạ được xác định dựa trên cường độ và pha của dòng điện xoáy.

  • Phương pháp đo siêu âm: Sóng siêu âm phản xạ từ bề mặt lớp mạ. Độ dày lớp mạ được tính toán dựa trên thời gian sóng siêu âm di chuyển.

4. Kiểm tra độ bám dính:

• Thử nghiệm uốn cong: Uốn cong mẫu thử nghiệm 90 hoặc 180 độ. Quan sát xem lớp mạ có bị bong tróc hay nứt gãy hay không.

• Thử nghiệm cào: Sử dụng dụng cụ cào với lực xác định, kéo trên bề mặt lớp mạ. Đánh giá độ bám dính dựa trên lực cào và vết cào trên bề mặt.

• Thử nghiệm băng dính: Dán băng dính lên bề mặt lớp mạ, sau đó bóc ra. Quan sát lượng lớp mạ bị bong tróc theo băng dính.

5. Kiểm tra khả năng chống ăn mòn:

• Thử nghiệm phun muối (Salt Spray Test): Mẫu thử nghiệm được phun dung dịch muối NaCl trong buồng phun sương muối. Thời gian phun muối phụ thuộc vào yêu cầu của sản phẩm. Sau đó, quan sát và đánh giá mức độ ăn mòn trên bề mặt lớp mạ.

• Thử nghiệm ngưng tụ nước (Humidity Test): Mẫu thử nghiệm được đặt trong môi trường có độ ẩm cao. Thời gian và nhiệt độ thử nghiệm phụ thuộc vào yêu cầu của sản phẩm. Sau đó, quan sát và đánh giá mức độ ăn mòn, ố màu trên bề mặt lớp mạ.

Kiểm Tra Bề Mặt Bằng Phương Pháp Phân Tích Bề Mặt

1. Kính hiển vi điện tử quét (SEM):

SEM cung cấp hình ảnh bề mặt lớp mạ với độ phóng đại lớn hơn kính hiển vi quang học, cho phép quan sát chi tiết cấu trúc tinh thể, lỗ rỗ, vết nứt ở kích thước nanomet.

2. Phổ kế tán xạ năng lượng tia X (EDS):

EDS được sử dụng kết hợp với SEM để phân tích thành phần hóa học của lớp mạ. Từ đó, kiểm tra xem lớp mạ có chứa tạp chất hay không, tỷ lệ các thành phần trong lớp mạ có phù hợp hay không.

3. Phổ kế quang phổ tia X (XPS):

XPS cung cấp thông tin về trạng thái hóa học của các nguyên tố trên bề mặt lớp mạ. Từ đó, phân tích các hợp chất, liên kết hóa học trên bề mặt, đánh giá khả năng chống ăn mòn, …

Kết Luận

Kiểm tra bề mặt lớp mạ niken hóa học là quá trình quan trọng, đòi hỏi kết hợp nhiều phương pháp khác nhau để đảm bảo chất lượng lớp mạ. Việc lựa chọn phương pháp kiểm tra phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng sản phẩm và điều kiện thực tế.