nanocoat表面清潔度檢測儀原理介紹

發(fā)布日期：2022-10-25      瀏覽次數(shù)：879

nanocoat表面清潔度檢測儀原理介紹

使用振動電容法（開爾文探針）對通過電暈放電放置在固體表面上的電荷引起的表面電位變化進行非接觸測量，定量測量金屬等基材表面的污染程度評估。

測量可以在幾分鐘內(nèi)完成，因此它不僅可以用于清潔工藝開發(fā)，還可以用于生產(chǎn)線上零件的表面清潔度控制。

由于表面電位衰減曲線取決于薄膜的電性能和膜厚，因此也可以用來控制絕緣體薄膜的厚度、金屬表面氧化層的厚度以及DLC薄膜的質(zhì)量控制。

測定原理

步驟 1（初始表面電位 Vi 測量）

鍍金電極（直徑約 6 mm）在距測量表面數(shù)毫米的距離處振動，并通過振動電容法測量表面電位。
振動電極稱為開爾文探針。
首先，測量測量表面的初始電位 Vi。初始電位基本上取決于測量表面上的金屬元素（標準氧化還原電位、反應(yīng)層等）。

第2步（電暈放電+充電應(yīng)用）

測量初始電位 Vi 后，電暈放電頭移動到測量表面的前面，對針電極施加數(shù) kV 的高電壓，在大氣中產(chǎn)生電暈放電。由放電電離的等離子體通過網(wǎng)格將正離子提供給樣品表面。通過調(diào)整樣品電流和放電暴露時間來控制電荷量。這類似于復(fù)印機中附著墨粉的原理。

第3 步（表面電位 V(t) 躍遷測量）

在電暈放電完成施加電荷后，開爾文探針再次移動到測量表面的前面，并在給定的過渡時間內(nèi)測量表面電位 V(t)。由于正電荷轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的表面電勢偏移 dV0 對于清潔的金屬表面為負，而對于絕緣污垢和氧化層為正（見圖 1）。對于數(shù)據(jù)分析，使用了表面電位圖（見圖 2），其中 X 軸上的表面電位偏移 dV0 和 Y 軸上的初始表面電位 Vi。





  （圖1）銅板表面電位過渡曲線（φ30x1mmt）Vi：初始表面電位
V(0)：施加電荷后立即的表面電位 Vend：最終表面電位

表面電位偏移 dV0 = V(0) - Vi
表面電位變化 dV = Vend - V(0)=（圖2）銅板表面電位圖（φ30 x 1mmt）在圖 1 的銅例子中，用臟丙酮清洗的樣品表面有一層污染層，因此電暈放電賦予的正電荷不會立即泄漏，因此 V(0) 向正側(cè)移動，然后逐漸衰減回 Vi。

另一方面，將樣品浸入Nital（3%酒精硝酸）中后，用水洗滌，用暖風干燥，可以看到V(0)向負側(cè)移動的現(xiàn)象。雖然這種電子轉(zhuǎn)移的機制尚不清楚，但它被認為與由于光刺激而從表面發(fā)射的光電子量越多，表面越清潔這一事實。