Определение толщины покрытий

Толщину покрытия на образцах измеряют до и после нанесения покрытия.

Толщину покрытия на изделии измеряют индикатором или микрометром, закрепленным в державке (рис. 6). Прибор устанавливают на поверхности покрытия так, чтобы кончик измерительного стержня индикатора упирался в покрытие (рис. 6, а). Сделав отсчет на шкале индикатора и очертив место установки прибора, его снимают и удаляют лаковое покрытие на участке, где его касался кончик измерительного стержня (рис. 6, б), после чего прибор опять устанавливают на прежнее место и делают отсчет при касании кончика измерительного стержня поверхности изделия, освобожденной от лакокрасочного покрытия. Большой недостаток этого метода – необходимость порчи покрытия. Точность метода также невысокая.

Рис. 6. Определение толщины покрытия индикатором: а – положение индикатора до удаления покрытия, б – то же, после удаления покрытия

 

Толщина прозрачных покрытий может быть измерена двойным микроскопом МИС-11 (рис. 7, а), предназначенным для измерения неровностей поверхности. Прибор имеет осветитель, расположенный под углом 45° к исследуемой поверхности, с помощью которого на эту поверхность проектируется узкая световая щель, наблюдаемая через микроскоп, тубус которого также расположен под углом 45° к поверхности. В окуляре микроскопа появляются две световые полоски, так как отражение световых лучей от поверхности прозрачной пленки и поверхности древесины направлено под различными углами.

Рис. 7. Микроскоп МИС-11 (а) и схемы измерения показателей для определения толщины прозрачного покрытия (б, в): 1 – объектив, 2 – наблюдательный тубус, 3 – барабан, 4 – микрометр, 5 – винт настройки, 6 – винт грубой настройки, 7 – проектирующий тубус, 8 – объектив.

Вращением барабана окулярного микрометра горизонтальную визирную нить первоначально совмещают с нижней границей нижней световой полосы (рис. 7, б). Фиксируют в журнале значение L₁ показания окулярного микрометра в делениях шкалы барабана.

Вращением барабана окулярного микрометра горизонтальную визирную нить перемещают до совмещения с нижней границей верхней световой полосы (рис. 7, в). Фиксируют в журнале значение L₂ показания окулярного микрометра и значение разности L = L₁ – L₂ в делениях шкалы барабана.

При каждом измерении толщины прозрачного лакового покрытия производят измерения в двух точках, расположенных одна от другой на расстоянии 5...10 мм.

Если разница двух значений измерений не превышает 10% от меньшего значения, то за истинную толщину покрытия принимают среднее арифметическое этих измерений. Толщину прозрачного покрытия (h) в микрометрах вычисляют с погрешностью до 1 мкм по формуле

h = L_СР ·А₀,

где L_СР – среднее арифметическое значение разности показаний (из двух или трех измерений) окулярного микрометра в делениях шкалы.

Значение А в зависимости от показателя преломления лакового покрытия и увеличения выбранного объектива подбирают по таблице.

Толщину прозрачных покрытий определяют также с применением биологических микроскопов.

Непрозрачные покрытия толщиной 100...600 мкм определяют с помощью накладного вертикального микроскопа МПБ-2 (рис. 8, а) или биологического микроскопа МБУ-6, толщиной до 100 мкм – биологическими микроскопами МБУ-5, МБУ-4, «Биолам Р 11», «Биолам Р 12», в которые устанавливают винтовой окулярный микрометр MOB-1-15*. Толщину покрытия определяют на образцах с размером контролируемой поверхности 100х100 мм, изготовленных из тех же материалов, что и основные детали.

На лакокрасочном покрытии спиральным сверлом, оснащенным пластинами из твердого сплава, диаметром 10...12 мм, с углом при вершине между главными режущими кромками 2φ, равным 150° для измерения толщин покрытий от 100 до 600 мкм, и 120° – для толщин до 100 мкм, сверлят конусную лунку до появления в центре поверхности подложки. Видимый диаметр высверленной лунки древесины или древесного материала должен быть не более 2 мм. На поверхность среза наносят раствор контрастного красителя и выбирают участок с невыкрошившимися краями среза покрытия. Микроскоп МПБ-2 устанавливают над лункой таким образом, чтобы обеспечивался боковой естественный или искусственный подсвет и в поле зрения окуляра микроскопа наблюдалась горизонтальная проекция одной стороны лунки (рис. 8, б). Наблюдаемая часть лунки должна располагаться в центре поля зрения и не должна выходить за пределы измерительной шкалы микроскопа.

При измерении толщины покрытия с помощью биологического микроскопа образцы устанавливают на столике микроскопа так, чтобы в поле зрения микроскопа наблюдалась горизонтальная проекция одной стороны лунки (рис. 9). Механизмом грубой и точной фокусировки микроскопа добиваются резкого изображения проекции лунки.

 

                    

Рис. 8. Накладной вертикальный микроскоп МПБ-2 (а) и схема измерения показателей для определения толщины непрозрачного покрытия (б): 1 – винтовой окулярный микрометр, 2 – тубус микроскопа, 3 – трубка с косым пазом, 4 – установочный винт, 5 – объектив, 6 – стойка микроскопа.

Рис. 9. Схема измерения показателей для определения толщины прозрачного покрытия (а, б) биологическими микроскопами.

 

Винтовой окулярный микрометр устанавливают так, чтобы одна из визирных нитей перекрестия была расположена по касательной к одному краю среза лунки (рис. 9, а). Фиксируют показание окулярного микрометра в делениях шкалы барабана А₁.

Вращением барабана окулярного микрометра визирную нить перемещают и устанавливают по касательной ко второму краю среза лунки (рис. 9, б). Фиксируют показание окулярного микрометра А₂.

Вычисляют величину горизонтальной проекции образующей среза покрытия L₁ = A₁ – А₂.

Столик прибора или образец перемещают так, чтобы в поле зрения микроскопа оказалась диаметрально противоположная сторона лунки. Измерения повторяют, определяя величину горизонтальной проекции образующей среза покрытия L₂.

Если разность значений L₁ и L₂ превышает 10% от меньшего значения, то результаты измерения не учитывают и измерение проводят на других диаметрально противоположных сторонах среза покрытия.

Толщину покрытия образца (h) в микрометрах вычисляют по формуле

h = ·ɛ₁·ctg·φ,

где L₁ и L₂ – величины горизонтальных проекций образующей среза покрытия, измеренные на противоположных сторонах лунки, в делениях винтового окулярного микрометра; ɛ₁ – цена деления винтового окулярного микрометра в системе биологического микроскопа, мкм; φ – угол между осью сверла и главной режущей кромкой, град.

Определение блеска (глянца). Способность лакокрасочных покрытий к блеску, т. е. к правильному отражению падающего на него пучка параллельных лучей света,, связана с оптическими свойствами (коэффициентами поглощения и преломления света) и структурой поверхности покрытия. Основное влияние на блеск покрытия оказывает структура (степень гладкости) его поверхности.

Если покрытие имеет шероховатую поверхность, то лучи света отражаются от нее в беспорядочном направлении и поверхность кажется матовой.

Чем выше гладкость поверхности, тем более правильное и направленное отражение лучей света от нее и, следовательно, поверхность покрытия имеет больший блеск.

Таким образом, определение блеска покрытия сводится к определению соотношения количеств определенно направленного (зеркального) и рассеянного при отражении от поверхности света. На этом принципе создан ряд фотоэлектрических приборов для оценки блеска поверхности.

В соответствии с ГОСТ 16143–81 для определения степени блеска покрытий применяют рефлектоскоп Р-4 (рис. 10, а) и фотоэлектрический блескомер ФБ-5 (рис. 10, 6). Действие прибора Р-4 основано на принципе оценки качества поверхности блестящего лакокрасочного покрытия по четкости изображения на нем контуров светящегося тела.

 

Рис. 10. Приборы для определения степени блеска покрытия: а – рефлектоскоп Р-4, б – схема фотоэлектрического блескомера ФБ-5; 1 – корпус,

2 – барабан с десятистрочной цифровой шкалой, 3 – ручка поворота барабана, 4 – окуляр, 5 – тубус с фотоэлементом, 6 – тубус с осветителем,

7 – лампа накаливания, 8 – линзы, 9 – эталон или контролируемая поверхность, 10 – диафрагма, 11 – фотоэлемент, 12 – микроамперметр.

 

Прибор ставят на поверхность покрытия и вращают ручку 3 поворота барабана 2 до появления на поверхности наиболее четкого изображения одной из строк цифровой шкалы. Наблюдение производится через линзу окуляра 4.

Чем выше степень блеска поверхности, тем ярче изображение на ней строк и тем меньше размер строки, которая может быть прочитана в приборе на контролируемой поверхности. За показатель степени блеска принимается номер строки, зафиксированной по отметке на приборе. Блеск покрытий, соответствующих десятой строке рефлектоскопа Р-4, определяют прибором ФБ-5.

Прибор ФБ-5, предварительно настроенный по эталонной поверхности, ставят на контролируемую поверхность независимо от направления волокон древесины. Показания микроамперметра снимают в двух точках, отстоящих одна от другой на расстоянии 5...10 мм. Если разница значений двух замеров не превышает двух делений шкалы, то за показание микроамперметра на данном участке принимают среднее арифметическое этих значений. Если разница превышает два деления шкалы, то производят третий замер и за результат принимают среднее арифметическое трех замеров.

Участки, по которым определяют блеск на деталях и изделиях, должны быть равномерно распределены по испытуемой площади из расчета 3 на 1 м² для прибора Р-4 и 5 на 1 м² для прибора ФБ-5.

 

Адгезиметр ОР предназначен для измерения адгезии покрытий методом прямого отрыва покрытия от основания, на которое оно нанесено. Прибор измеряет усилия отрыва (адгезии) полимерных и клеевых, порошковых и жидких лакокрасочных покрытий в соответствии с ИСО 4624. Материалы лакокрасочные. Определение адгезии покрытий. Прибор измеряет адгезию покрытий (лакокрасочных, порошковых, дорожной разметки, клеев, грунтовок, паркетных лаков; на металле, пластмассе, дереве, асфальте, бетоне и железобетоне, стеновых конструкциях) методом прямого отрыва от основания.