劉建國， 劉 穎， 張鑫生， 魯俊龍

(1.武漢材料保護研究所，湖北 武漢 430030;2.西安三元達海天天線有限公司，陜西 西安710075)

引 言

武漢材料保護研究所于2002年對原MCS-51智能電解測厚儀系列單片機微處理器進行了技術升級，將傳統(tǒng)的庫侖測厚技術和現(xiàn)代計算機(PC機)技術有機結合，并獲得成功，它將庫侖測厚技術所獲取的原始數(shù)據(jù)，利用現(xiàn)代計算機技術進行處理加工，最大限度獲取全面的信息，充分發(fā)揮庫侖測厚技術的特點和優(yōu)勢。根據(jù)用戶的要求，選擇Cu-Sn-Zn三元合金的電鍍層測試進行研究，實踐證明測量精度符合國家標準。

1 試樣與測試

1.1 銅-錫-鋅合金鍍層試樣

根據(jù)某公司提供的試樣，對射頻連接器件表面銅-錫-鋅三元合金鍍層進行厚度檢測。試樣規(guī)格為30mm×30mm(平面);基體材質為黃銅;鍍層中m(銅)∶m(錫)∶m(鋅)=55∶30∶15;在電流密度和溫度相同的條件下，電鍍t分別為20min(1號試樣)和15min(2號試樣)。

1.2 銅-錫-鋅合金鍍層的電位-時間曲線

射頻連接器件表面電鍍銅-錫-鋅三元合金，鍍層優(yōu)點是防氧化、防腐蝕、耐熱腐蝕、可焊性及導電性好，鍍層與基體間附著力強等。

測量鍍層厚度之前，要求銅-錫-鋅合金鍍層表面應無油污，無氧化膜。先用橡皮輕輕擦去表面油污，氧化膜，然后用酒精棉球擦拭，處理后對鍍層進行厚度測試。

用配成的電解液在ZD-B智能電解測厚儀計算機測控系統(tǒng)測得的銅-錫-鋅合金鍍層的電位-時間曲線，在PC機顯示屏上直接獲得曲線，如圖1。

圖1 鍍層的電位-時間曲線

由圖1可知，電解電位波動很少，躍變過程快，電解時間與鍍層厚度呈線性關系。電解終止時，所測鍍層電解區(qū)域呈圓形，圓形區(qū)內無殘余鍍層。

2 對比試驗

根據(jù)國際標準ISO4518(1980-07-15)《金屬覆層厚度的輪廓尺寸測量方法》，采用Micromesure2型白光共焦三維輪廓儀(法國STIL公司)掃描銅-錫-鋅三元合金試樣的表面形貌，1號試樣和2號試樣表面形貌圖見圖2。采用 ZD-B輪廓儀和Micromesure2型白光共焦三維輪廓儀測試銅-錫-鋅三元合金鍍層厚度，測試結果列于表1。

表1 測試結果

將測得的數(shù)據(jù)與銅-錫-鋅合金的相對密度、電流、陰極面積等參數(shù)輸入89S52測厚儀芯片中，在電腦軟件中設置三元合金一欄，經(jīng)多次測試試驗，所得數(shù)據(jù)表明ZD-B智能電解測厚儀測定數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好，電位-時間曲線顯示一致，儀器測試狀況穩(wěn)定。

圖2 鍍層表面形貌及掃描圖

3 結語

到目前為止ZD-B智能電解測厚儀計算機測控系統(tǒng)已成功應用在鋅-鎳合金，鎳-磷合金、鎳-錫合金，真空離子鍍氮化鈦，氮化鋯，不銹鋼上鍍鋁，鍍銦等鍍層厚度測試。并能測量多層鎳鍍層結構中的分層厚度(鎳封、光亮鎳、高硫鎳、半光鎳)，帶PC機的測量分辨率較高，測量結果為小數(shù)點后兩位數(shù)，厚度單位為微米，較好地滿足了客戶要求。

感謝武漢材料保護研究所博士導師李鍵教授及學生王鼎的大力支持。

［1］ 劉建國，許姬姣，凌國偉，等.庫侖測厚技術的現(xiàn)狀及國內應用進展［J］.材料保護，2002，(8):47-48.

［2］ 黃俊，盧洪，劉建國.ZD-B智能電解測厚儀在銅鋅合金鍍層中的應用［J］.材料保護，1989，(5):36.