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如何测量铝型材氧化膜阻挡层的厚度?
内容来源:http://www.apas.net.cn/    作者:武将    发布日期:2020-09-16 08:44    阅读次数:2247 次 点击收藏

用光学显微镜可准确地测量出铝型材阳极氧化膜的厚度;从几微米到几十微米,可以精确到1/10μm;简便的测量方法有涡流测厚仪;涡流测厚仪可简单直接地对氧化膜进行测量;

 

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阻挡层的厚度是100~1000Å是铝型材阳极氧化膜厚度的1/1000左右,所以用光学显微镜是无法测量的;一般来说,观察细小的东西我们很快就会想到电子显微镜,用电子显微镜来测量阻挡层的厚度分辨率不够;通常的电子显微镜精确度极限是10Å左右,可测量阻挡层厚度的精度应该在1/10~1Å之间;其实电子显微镜虽然不能完全满足精度要求,但实际应用中多使用电子显微镜测量铝型材阻挡层厚度;除使用电子显微镜测量铝型材氧化膜外,还有以下的测量方法;

①电解电量计算法;

②光反射法;

③椭偏成像显微法;

④电容法;

⑤阴极还原法;

Hunter法;

⑦其他方法;

以上铝型材氧化膜测量方法中的电容法和Hunter法因为简单而被广泛使用;电容法是将铝型材阳极氧化膜浸入硼酸铵或者酒石酸铵当中,用测定电阻的仪器来测量电容量的方法;

 

用电容测量法对结缘物薄膜的厚度进行测量,在铝型材阳极氧化行业以外也得以使用,是一种常用的薄膜测量方法;与此对应的是,Hunter法是只应用于铝型材阳极氧化行业的特殊测量方法,作为铝型材阳极氧化行业的专业人士务必对此测量法有所了解,这是阳极氧化研究论文引用最多的阻挡层测量方法;将在15V生成的壁垒型铝型材氧化膜,装在测量装置上,对其施加电压,可得到如下图所示的曲线;此时,对极使用与样板同样纯度的铝型材;图中曲线上15V对应的电流叫渗透电流;渗透电流是0.1mA;然后将采用常规硫酸阳极氧化处理方式的铝型材表面形成的多孔型氧化膜样板装在测量装置上并施加电压,得到图中所示曲线;这个渗透电流和曲线交叉处的电压就是俗称的Hunter电压;Hunter电压乘以14Å/V得到的计算值就是铝型材采用硫酸阳极氧化表面处理方法得到的氧化膜厚度;

 

图中所示为铝型材采用硫酸阳极氧化处理方法的时间与阻挡层厚度变化的关系曲线;可以看出,铝型材阳极氧化电解开始的前24s阻挡层厚度有着复杂的变化,24s后阻挡层厚度趋于稳定;

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