劉建國(guó)， 劉 穎， 張?chǎng)紊?魯俊龍

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

引 言

武漢材料保護(hù)研究所于2002年對(duì)原MCS-51智能電解測(cè)厚儀系列單片機(jī)微處理器進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)，將傳統(tǒng)的庫侖測(cè)厚技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(PC機(jī))技術(shù)有機(jī)結(jié)合，并獲得成功，它將庫侖測(cè)厚技術(shù)所獲取的原始數(shù)據(jù)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理加工，最大限度獲取全面的信息，充分發(fā)揮庫侖測(cè)厚技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。根據(jù)用戶的要求，選擇Cu-Sn-Zn三元合金的電鍍層測(cè)試進(jìn)行研究，實(shí)踐證明測(cè)量精度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1 試樣與測(cè)試

1.1 銅-錫-鋅合金鍍層試樣

根據(jù)某公司提供的試樣，對(duì)射頻連接器件表面銅-錫-鋅三元合金鍍層進(jìn)行厚度檢測(cè)。試樣規(guī)格為30mm×30mm(平面);基體材質(zhì)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(hào)試樣)和15min(2號(hào)試樣)。

1.2 銅-錫-鋅合金鍍層的電位-時(shí)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(diǎn)是防氧化、防腐蝕、耐熱腐蝕、可焊性及導(dǎo)電性好，鍍層與基體間附著力強(qiáng)等。

測(cè)量鍍層厚度之前，要求銅-錫-鋅合金鍍層表面應(yīng)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(duì)鍍層進(jìn)行厚度測(cè)試。

用配成的電解液在ZD-B智能電解測(cè)厚儀計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)測(cè)得的銅-錫-鋅合金鍍層的電位-時(shí)間曲線，在PC機(jī)顯示屏上直接獲得曲線，如圖1。

圖1 鍍層的電位-時(shí)間曲線

由圖1可知，電解電位波動(dòng)很少，躍變過程快，電解時(shí)間與鍍層厚度呈線性關(guān)系。電解終止時(shí)，所測(cè)鍍層電解區(qū)域呈圓形，圓形區(qū)內(nèi)無殘余鍍層。

2 對(duì)比試驗(yàn)

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4518(1980-07-15)《金屬覆層厚度的輪廓尺寸測(cè)量方法》，采用Micromesure2型白光共焦三維輪廓儀(法國(guó)STIL公司)掃描銅-錫-鋅三元合金試樣的表面形貌，1號(hào)試樣和2號(hào)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(cè)試銅-錫-鋅三元合金鍍層厚度，測(cè)試結(jié)果列于表1。

表1 測(cè)試結(jié)果

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

圖2 鍍層表面形貌及掃描圖

3 結(jié)語

到目前為止ZD-B智能電解測(cè)厚儀計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)已成功應(yīng)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(cè)試。并能測(cè)量多層鎳鍍層結(jié)構(gòu)中的分層厚度(鎳封、光亮鎳、高硫鎳、半光鎳)，帶PC機(jī)的測(cè)量分辨率較高，測(cè)量結(jié)果為小數(shù)點(diǎn)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(hù)研究所博士導(dǎo)師李鍵教授及學(xué)生王鼎的大力支持。

［1］ 劉建國(guó)，許姬姣，凌國(guó)偉，等.庫侖測(cè)厚技術(shù)的現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)應(yīng)用進(jìn)展［J］.材料保護(hù)，2002，(8):47-48.

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