【标准规范】GB-4955-2005-T金属覆盖层-覆盖层厚度测量-阳极溶解库仑法.pdf

I CS 2 5.2 2 0.2 0A 2 9中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B/T 4 9 5 5-2 0 0 5 八S O 2 1 7 7:2 0 0 3 代替 *B/T 4 9 5 5-1 9 9 7金属覆盖层覆盖层厚度测量阳极溶解库仑法Me t a l l i c c o a t i n g s-Me a s u r e me n t o f c o a t i n g t h i c k n e s s-C o u l o me t r i c me t h o d b y a n o d i c d i s s o l u t i o n(I S O 2 1 7 7:2 0 0 3,I DT)2 0 0 5-1 0-1 2 发布2 0 0 6-0 4-0 1 实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布第 1 页 共 14 页G B/T 4 9 5 5-2 0 0 5/I S O 2 1 7 7:2 0 0 3目次前言.,.，I1 范围 ，。，。一12 规范性引用文件 ，。，.，.13定义 ，一24 原 理 ，。一。，25 仪器 ，。，26 电解液 ，。，27 影响测量准确度的因素。，。，.，28 操作程序 ，尸.，甲，。，t 39 结果表示 ，。，。，一 41 0测量不确定度 ，。，。，.，.，.，5n测试报告 ，5附录A(资 料性附录)常 用电 解液 .，二，.6附录B(资料性附录 仪器类型 ，.一“，1 0第 2 页 共 14 页G B/T 4 9 5 5-2 0 0 5/I S O 2 1 7 7:2 0 0 3o li吕本标准等间采用I S O 2 1 7 7:2 0 0 3(金属覆盖层覆盖层厚度测量阳极溶解库仑法(英文版)。本标准根据I S O 2 1 7 7:2 0 0 3 重新起草，本标准对应 I S O 2 1 7 7 作了如下修改:取消了国际标准的前言;-一 为便于使用，引用了采用国际标准的我国标准;增加了规范性引用文件的引导语;用“本标准，代替“本国际标准”;本标准代替 G B/T 4 9 5 5-1 9 9 7(金属覆盖层覆盖层厚度测量阳极溶解库仑法本标准与 G B/T 4 9 5 5-1 9 9 7相比，主要变化如下:修改了表 1 可测的组合，增加了金镀层的厚度测量;增加了规范性引用文件;一修改了第 8 章 过程。8.7 增加了注的要求;-一 修改了第 9 章 厚度计算公式;修改了关于典型电解液的附录 增加了金的电解液;修改了附录中电解池的尺寸要求，增加 r 小尺寸的要求;增加 了热浸镀和多镀层厚度测量 要求。本标准附录A.附录 B为资料性附录?本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会归日。本标准起草单位:武汉材料保护研究所、广州出人境检验检疫局化矿金中心。本标准主要起草人:喻晖、贾建新、冯永春、张震坤本标准所代替标准的历次版本发布情况为:一GB 4 9 5 5.1 9 8 5 _ GR/T 4 9 5 5 一 9 9 7 _第 3 页 共 14 页GB/T 4 9 5 5-2 0 0 5/1 S 0 2 1 7 7:2 0 0 3金属 覆 盖层覆盖层厚度测量阳极溶解库仑法范围 本标准规定了测量金属覆盖层厚度的阳极溶解库仑法。本法仅用于导电性覆盖层 表1 列举了本标准可以测定的典型金属覆盖层和基体的组合。使用其他组合时，可以使用通用的电解液(见附录 A)测试，或使用为这些组合开发的新电解液对其进行测试，但是，这两种情况都必需验证对整个覆盖层体系的适应性。本标准也适用于多层体系的测量，如 C u-N i-C r(见 8.5)a 如果考虑到合金层应用时的特征，本标准可用于测量不同方法获得的合金层厚度。在某些情况下，本标准还可以用来探测扩散层的存在和厚度。也可以测量圆柱形和线性试样的覆盖层厚度(见 8.7)0 表 1 可用库仑法测试的粗盖层和基体的典型组合覆 盖 层基体(底材)铝一铜 和 铜 合 金镍一 N i-C o-F e 合 金一 银钢 I一锌非金属锡JJJJJ铬J了JJJ铜丫仅在黄铜和敏铜合金上JJJJ金JJJJJJ铅J了JJ口了丫镍J了JJJ化学镀镍卜JJJJJJ银,/,/JJJ锡JJJJJ锡 一 镍 合 金J了锡 铅 合 金 e了J了J了J锌JJJJ丫 对 于 某些 铝 合 会，可 能 难 于 检 测 到 电 解 池 的 电 压 变 化卜这些覆盖层的磷或硼含量在一定限度内才能使用库仑法.本 方 法 对 合 金 组 成 敏 感。注:见第 5 章 仪 器。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 GB/T 3 1 3 8 金属镀覆和化学处理与有关过程术语(G B/T 3 1 3 8-1 9 9 5,n e y I S O 2 0 7 9:1 9 8 1)G B/T 1 2 8 3 4 金属和其他非有机覆盖层关于厚度测量的定义和一般规则(G B/T 1 2 3 3 4-2 0 0 1,i d t I S O 2 0 6 4:1 9 9 6)第 4 页 共 14 页GB/T 4 9 5 5-2 0 0 5/I S O 2 1 7 72 2 0 0 3定义 G B/T 3 1 3 8,G B/T 1 2 3 3 4 确立的以 及下列术语和定义适用于 本标准。3.1 测且面积 m e a s u r i n g a r e a 在测试件主要表面上作单个测量区域的面积 注:本方法的测量面积的大小就是电解池密封圈所包围的面积。4原理 用适当的电解液阳极溶解精确限定面积的覆盖层。通过电解池电压的变化测定覆盖层的完全溶解。覆盖层的厚度通过电解所耗的电量(以库仑计)计算，所耗的电量依次由下列项数计算:a)若用恒定电流密度溶解时，由试验开始到试验终止的时间间隔;b)溶解援盖层时累计所耗电量。5 仪器5.，利用现成可用的元件可装配成适用的仪器，但一般使用专用仪器(见附录 B).5.2 专用直读式仪器通常使用制造商推荐的电解液。其他仪器应记录测量面积(见 3.1)内溶解覆盖层所耗的电量，以库仑为单位，测量面积通常为任选单位，覆盖层厚度是利用换算系数或表格进行计算。采用直读式仪器时，根据电流密度计算厚度的过程是通过电子仪器完成的。5.3 应用已知厚度的试样检验仪器的性能。若仪器厚度读数与试样已知的厚度相差不超过士5 0 0，则仪器不需进一步调整就可使用;否则，要排除产生误差的原因。专用仪器应按制造单位的说明书规定进行校准。已知厚度的适用试样应和待测试样的覆盖层 与基体的种类相同，其不确定度应小于或等于5%e如果测量合金覆盖层厚度，则使用正确的校正试样尤其重要。6电解液电解液应具有已知的、足够长的贮存寿命，并应具备:a)没有外加电流时，不与金属覆盖层起反应;b)阳极溶解覆盖层的效率应尽可能接近 1 0 0 0 0;口当覆盖层被阳极溶解至穿透并且暴露的基体面积不断增大时，电极电位应发生可检测到的急 剧变化;d)暴露于电解池内的测试面积应完全被润湿。电解液应根据覆盖层、基体材料、电流密度以及电解液在测试电解池内流动情况来选择。注:附录 八描述了使用这类试验仪器侧试特定基体上各种电沉积厚度所适用的典型电解液。对于专用仪器，一般应按制造单位的推荐选择电解液7 影响测t准确度的因素7.1 覆盖层厚度 除非使用特殊装置，通常对厚度大于 5 0 k m、小于。.2 k m的覆盖层的厚度测量，准确度都低于最佳值 覆盖层厚度大于 5 0 k m时，在阳极溶解过程中可能出现明显的斜蚀或凹蚀。斜蚀程度主要取决于搅拌电解液的方法。提高溶解速度，即增加测试电流密度，可以消除或减少凹蚀现象。2第 5 页 共 14 页G B/T 4 9 5 5-2 0 0 5/I S O 2 1 7 7:2 0 0 37.2 电流变化 采用恒定电流和计时测量技术的仪器，电流变化会引起误差。使用电流一时间积分器的仪器，电流变化太大可能改变阳极电流效率或十扰终点而导致误差。73面积变化 厚度测量的准确度不会高于已知测量面积的准确度。由于密封圈的磨损、密封圈压力等引起的面积变化可能会带来测量误差。如果电解池设计使得密封圈能给出精确恒定的测量面积 则可获得高得多的准确度。某些情况下，在退镀和相应补偿调整后，测量阳极溶解覆盖层的面积可能更方便。注:在某些情况下，若使用厚度校正标样校正仪器，可使因测量面积变化而引起的误差减至最小，这种覆盖层厚度校 正标样的制作应与实际测试条件相似，测试弯曲表面尤应如此。7.4 搅 拌(如有要求)不适当的搅拌会导致错误的终点7.5 班盖层和基体间的合金层 库仑法测量覆盖层厚度一概假设覆盖层和基体间存在着界限分明的界面如果覆盖层和基体间存在着合金层，如热浸得到覆盖层的情况，库仑法的终点可能发生在合盘层内的某一点，以致给出比没有合金化覆盖层厚度较高的厚度值。注:用电位记录仪可以记录，从合金起始点溶解达到纯基体时电压变化曲线7.6覆盖层的纯度 与覆盖层金属(包括合金金属)共沉积的物质可以改变覆盖层金属的有效电化学当量、阳极电流效率和覆盖层密度7.7测试表面的状态 油、脂、漆层、腐蚀产物、抛光配料、转化膜、镍覆盖层的钝化等会干扰测试。7.8 覆盖层材料的密度 由于库仑法实质 卜 是测量单位面积上的覆盖层质量，因此覆盖层金属的密度偏离正常值会引起线性厚度测量相应的偏差，合金成分正常波动会引起合金密度和电化学当量很小但很明显的变化7.9 电解池清洁度 在某些电解液中，作为阴极的电解池上可能发生金属沉积。这种沉积能改变电解池电压或阻塞电解池孔径，因此侮次测试前后都应检查和维护电解池的清洁7.1 0 电路连接处的清洁度 使用非恒电流类型的仪器时，如果电路连接处不清洁，会于扰电流/电位关系，并导致错误的终点7.1 1 校正标样(如果使用)使用校正标样的测量，要受到校正标样附加误差的影响。如果要测定合金覆盖层的厚度，般需要使用合金覆盖层校正标样 并且按相同的程序侧试覆盖层校正标样和被测试件。注:标样和被测试样的覆盖层可能不会完全相同，例如酸性和碱性电镀液制备的锌镀层7 1 2不均匀溶解 如果测量面积上覆盖层的溶解速度不均匀，则可能使终点提前而使结果偏低，因此，测试后应检查溶解后所得到的表面，以验证绝大部分的覆盖层已溶掉。在某些基体上会留下可见的、影响很小的部分覆盖层残留物 口 覆盖层中的杂质、覆盖层表面和界面的粗糙度以及覆盖层的孔隙会引起电解池电压的波动，这样的波动会使终点提前操作程序概述商品仪器的操作步骤，电解液的使用，以及在必要时对仪器的校正(见 5.3)，都应遵照制造商的使第 6 页 共 14 页GB/T 4 9 5 5-2 0 0 5/I S O 21 7 7:2 0 0 3用说明书进行。应特别注意第 七 章所列举的因素 注:如果使用需要预置电压的仪器，应该注意实际电压值取决于特定的金属覆盖层、电流密度、电解液浓度和温度 端头连接的电路电阻。由 F 这些原因，应先做一次测值试验82 测试表面的准备 如果有必要，用适当有机溶剂清洗测试表面(见 7.7)，也可能需要用机械的或化学的方法活化测试表面，但必须小 亡 仔细，避免伤及金属。8.3 电解池的使用 将已装好弹性密封圈的电解池压在覆盖层上，使其已知面暴露于测试电解液中。若电解池体是金属的，如不锈钢，则一般作为电解池的阴极，但有些场合是插人一个适当的阴极(在某些仪器中兼作电解液搅拌的机械部件)8.4电解 加人适当的电解液，确保测量表面上没有气泡如需要，在电解池内放人搅拌器，连接电路，让搅拌器正常工作，连续电解到阳极电位或电解池电压急剧变化或自动切断测试而指示出覆盖层溶解完毕8.5底层班盖层 测量两层或多层覆盖层时，在测量上层之后，要保证整个测量面积内的上 层覆盖层完全退除。用适当的吸液装置吸去电解池内的电解液，用蒸馏水或去离子水洗净电解池。在操作过程中，任何时候不得挪动电解池而导致其位移，如有位移，则不论位移大小，试验必须作废。测量下一层覆盖层时，重置仪器控制，加人相应的电解液，按前述方法继续试验。8.6测试后 的检查 测试结束后，移去电解池内的电解液，用水清洗，提起电解池，检杳试样上密封圈所围面积内的攫盖层是否完全退除(见7.1 2)，以确定该次测试是否有效8.7 圆柱试样上的粗盖层 若表面积太小而不能使用带有常规弹性密封圈的电解池时，可用电解容器和相应的固定装置来代替。必要时使川搅拌器这种装置必须可调整，应预调到使试样有一已知长度浸没于电解液中。直读式仪器，尤其是电解池尺寸可更换的仪器，要计算试样浸没长度，以使处于任何一个作为阴极的电解池中的试样，有着相同的已知测试面积 注 i s 在大量应用时，可以使用向样的电解液，但为了获得仪器最佳灵敏度和准确度，需要调整操作条件.如截止电 压 和退 镀 电流 L.注2:为保证测量准确度.需要有准确的退镀面积，而主要的误差源是弯液面和电解液表面的电流场。对于较大直 径圆柱体如线材，其提人的底面应进行屏蔽 使其与电流和电解液隔离.任何暴露端的面积不应大于整个区 域面积的2%。9结果表示覆盖层厚度d用 p m表示，按下述公式计算:_，_，。八L Qr曰一1 以 口人一 丁一一 一一 八 P(1)式中:k 一溶解过程中的电流效率(当电流效率为 1 0 0%时，k等于 1 0 0);Q溶解覆盖层耗用的电量，单位为库(C);若不是使用积分式仪器测试时，则 Q按(2)式计算;E-测试条件 卜 覆盖层金属的电化学当量，单位为克每库(g/1);A-覆盖层被溶解的而积，即测量面积，单位为平方厘米(c m );P 一 覆盖层的密度，单位为克每立方厘米(盯c m )第 7 页 共 14 页GB/T 4 9 5 5-2 0 0 5/I S O 2 1 7 7:2 0 0 3Q=I r(2)式 中:电流 单位为安(八);测试持续时间，单位为秒(5)厚度 d可按下式计算出:d二 xQ ，(3)式中x在给定余属覆盖层、电解液和电解池条件下为常量 注 i,x值既可由密封圈露出的试样面积、阳极溶解的电流效率(通常为 1 0 0%、电化学当量和覆盖层金属的密度进 行理论计算，也可以通过测量已知厚度的覆盖层试验确定.注 z:大多数商品仪器，既可由仪器直接读出厚度，也可以用相应于电解池露出的测量面积和覆盖层金属的系数将 仪器读数转换为厚度.1 0 m 9 A不确定度 测试仪器和操作过程应使覆盖层厚度的测量结果在其真实值的1 0%以内。1 1 测试报告测试报 告ft)本标准的标准号;h)试样名称或编号;c)测量面积，c m,;d)参比面位置;e)试样上测量的各个位置;f)电解液的标记或编号;9)测试面上测量的厚度，以“m表示，每个报告的测量值的平均测量次数;h)任何不同于本方法的说明，il影响结果的因素;1)所用仪器的名称或型号;k)日期;1)操作者和测试实验室的名称。第 8 页 共 14 页G B/T 4 9 5 5-2 0 0 5/I S O 2 1 7 7:2 0 0 3 附录A(资料性 附录)常 用 电 解 液A.1 概述 虽然使用某些专用的电解液(以及可能用本附录中所列的某些电解液)时能使用较高的电流密度，但下列电解液(A.2 到 A.1 8)使用的电流密度只有在 1 0 0 mA/c m -4 0 0 m A/c m，的范围内才能达到1 0 0%的阳极电流效率。有几种电解液仅在电流密度范围的下限或上限时才适用，它们用“，”号标出。这些电 解液基本上是以1 0 0%的阳 极电流效率溶解金属覆盖层，所以厚度(以p m计)可按公式计算:d=1 0 0 0 0Qk 宁A p或由此 公式计算出 的仪器计算系数(符号定义见第9 章)。注:直接计算法和使用标样校正法都应考虑其固有的误差.如电解池尺寸3%的误差将产生9%的测量误差 A.2-A.5中的电解液应用分析纯级试剂和蒸馏水或去离子水制备。溶液浓度的少量变化不会影响结果的准确度。但若使用根据预置电压而自动断开的仪器时，则会影响电压预置。除 A.1 0 外，所有电解液贮存寿命在 6 个月以上。必须根据制造商建议或说明书考虑这些电解液是否可用于制造商的仪器，以及对于某些特殊的覆盖层与基体组合是否需要专用的电解液，A.I-A.1 8中所述的电解液的用途概括列于表A.1 o 注:一些仪器提供专用的溶液而不是下述组成 表A.1 电解液的用途A.2 钢、铜或黄铜上锡硬盖层用电解液 制备每升含 3 0 g氯化钾(K C I)和 3 0 g氯化馁(NH 4 C l)的溶液 此电解液需严格的预置电压。A.3 钢、镍或铝上铬筱盖层用电解液 用水稀释9 5 m L的 磷酸(H v P 0 p=1.7 5 g/m L)至1 0 0 0 m l.，加2 5 g 的铭可(C r O)。替告:磷酸会引起灼伤，应避免其与眼睛和皮肤接触 铬醉与易燃材料接触可能粉火和引起灼伤，应避免吸入其粉尘.并避免与眼睛和皮肤接触 本溶液只适用于约 1 0 0 m A/c m 2的电流密度和厚度不大于 5 u m的覆盖层，其测量误差大约是 6第 9 页 共 14 页GB/T 4 9 5 5-2 0 0 5/I S O 2 1 7 7:2 0 0 3士 1 0%注:铬在此电解液中以及在 A.4和A.5电解液中的阳极溶解可生成六价铬离子 G，计算厚度时应使用U+的电 化 学 当量。4.4 铜或黄铜上铬，盖层用电解液 制备每升含 1 0 0 g碳酸钠(N a,C O s)的溶液 此电解液只适用于约1 0 0 mA/c m 的电流密度和厚度不大于S p m的N盖层。A.5镍或铝上铬搜盖层用电解液 用水稀释6 4 m L的磷酸(H,P 0,，苦告:见A.3 此电解液最 好在电 流密 度约1 0 0的注)。p 二1.7 5 g/ml)至 1 0 0 0 mLmA/c m 2 时使用，专门用于测量薄的或装饰性铬N盖层(见A.A.6 钢或铝上铜硬盖层用电解液将8 0 0 g 硝酸按(N H,N q)溶于水中，稀释至1 0 0 0 m l，并加人1 0 m L 氨水(N H,p-0.8 8 g/m L)o.告:硝酸按在强热下可能爆炸，与易燃物接触可能引起火灾，勿与热源和易燃物接触。氨能引起灼伤，刺激眼睛、呼吸系统和皮肤，避免吸入其蒸气，防止其与眼睛、皮肤接触。此电 解液测出的厚度结果比正确 值约低1 0 0 -2%0A.7 镍或铝上铜粗盖层用电解液将 1 0 0 g 硫酸钾(K,S O,)溶于水中，稀释至1 0 0 0 M L,然后加 2 0 mL磷酸(H;,P O p=1.7 5 g/mL),，告:见 A.3A.8 锌或锌合金压铸件上铜覆盖层用电解液 用浓度不低于约 a o 0/u(质量百分比)的纯六氟硅酸(H i S i F,)警告:六氟硅酸能引起灼伤，并且会因吸入，皮肤接触以及吞咽而致入中毒，避免吸入其蒸气，防止 其与眼睛和皮肤接触 此溶液在很低的电压下能以1 0 0%的电流效率溶解铜覆盖层，在测试终点露出的锌基体上几乎没有阳极腐蚀不过在测试面积内的锌层上留有微量点状铜，这些痕迹铜虽然可见，但一般不会影响结果的准确度 着重注意:a)使用分析纯六氟硅酸，应基本上没有氯化物和硫化物之类的杂质，以免在测试终点时对锌基体 产生阳极腐蚀。b)此酸不应有太高的水分含量，它会导致 a)中所述的相同影响。注:若所用酸的水份含债太高，可在酸中溶解少量六氟硅酸镁，以克服其不利影响.A.9 钢、铜或镍 不论有无锡底层)上铅祖盖层用电解液 制备每升含2 0 0 g 乙酸钠(C H,C O O N a)和2 0 0 g 乙 酸按(C H,C O O N H,)的 溶液 此电解液的电流效率可能稍低于1 0 0，但测试误差不会大于 5 0 aA.1 0 钢或铝上镇搜盖层用电解液将8 0 0 g硝酸按(N H,N O,见A.6警告)溶于水，稀释至 1 0 0 0 mL，并加人 5 0 mL浓度为 7 6 g/I 7第 10 页 共 14 页GB/T 4 9 5 5-2 0 0 5/I S O 2 1 7 7:2 0 0 3的硫脉 C S(NH,),溶液 本混合溶液的贮存寿命相当短，因 此应在使用前5 天以内 制备，可用预先配制好的8 0 0 g/I硝酸钱和7 6 g/L 硫 服溶液 混合而 成 两种预配溶液的贮存寿命至少有6 个月 注:镍覆盖层钝化会降低此电解液的电流效率，在课表面钝化时，该溶液不能r 1 0 0%电流效率溶解镍.由于在测 镍覆盖层厚度前，用磷酸电解液除铭面层，磷酸电解液的阳极化作用也会使镍攫盖层表面钝化。测试期间电解池电压能指示出此现象的发生，若在约 4 0 0 m A/c m 下测试，以 1 0 0%电流效率溶解镍的电解池电压一般低于2.4 V，而电解池电压为 2.5 V或更高时，则通常说明镍以比 1 0 0 电流效率低很多的状态溶解，此时一般伴着镍的电抛光，或者晚明在释放氧气而不发生镍的溶解 如有必要，可以在测试前向电解池加人少量的稀盐酸 1 r n o l/L(c i-,镇2 m o l 八 将镍活化。5 m i n-1 m i n 后移去酸液并淋洗干净，然后加人硝酸按/硫脉电解液测试镍层厚度。A.1 1铜、黄铜或其他铜合金上或不锈钢上镍搜盖层用电解液 用水稀释1 0 0 m l 盐酸(H C I,p=1.1 8 g/m I)至1 0 0 0 m l 苦告 盐酸会引起灼伤，刺激呼吸系统，应避免吸入其蒸气，防止其与眼睛、皮肤接触。此电解液仅在4 0 0 m A/c m，左右的电流密度下测铜或铜合金上镍覆盖层时结果才可靠。不适用于1 0 0 m A/c m，左右的电流密度。注 电解液 A.1 0和 A.1 1 也适用于侧试钻、钻一 镍或锦 铁合金覆盖层的厚度，钻和铁的电化学当量非常接近于镍的 电化学当量，因此按纯镍计算这些合金层厚度不致出现明显的误差。A-1 2 铜、铜合金或镍上银搜盖层用电解液 制备 1 0 0澎L的氟化钾(K F)溶液 .告:氮化钾被吸入，与皮肤接触以及吞咽后会中毒，避免吸入其粉尘，防止其与眼睛及皮肤接触。此电解液适合于暗银覆盖层或含硫光亮剂的亮银覆盖层。但不宜用于含有少量锑或秘的亮银合金覆盖层 注:在用 A 工 9电解液测试银覆盖层时，容易使银沉积在不锈钢电解他的内壁上，此沉积物为一均匀覆益层，不会阻 塞孔口，但会降低溶解银覆盖层所需的电解池电压。因此，在每次测试以后，需用硝酸溶解不锈钢电解池上的银 沉 积 物。A.1 3 钢、铜合金或镍上锡粗盖层用电解液 用水稀释1 7 0 mI的盐酸(HC I,p=1.1 8 g/m L)至1 0 0 0 m L 移 告:见A.1 1。此溶液在很低的电解池电压下溶解覆盖层，在测试终点时不会产生对基体的阳极腐蚀。可是在测试期间，溶液中的锡容易在阴极 如不锈钢电解池)上形成海绵状沉积物。一段时间后，此沉积物会阻塞电解池孔口，而在测试很厚的甚至一些较薄的锡覆盖层时会提前终止试验，所以每次测试前后必须清除电解池孔C l 上的沉积物。注 此电解液有 1 0 0%的电流效率.A.1 4,铝上锡覆盖层用电解液 用水稀释5 0 mL硫酸(H,S()p=1.8 4 g/mL)至 1 0 0 0 m工，仔细将酸缓缓地加人水中，在溶液中溶解 5 g的氟化钾(K F)。若告:见A.1 2,硫酸会引起严重灼伤 防止其与皮肤、眼睛接触，不得将水加入硫酸。A.1 5 钢、铜或黄铜上锌筱盖层用电解液制备 1 0 0 g/I _ 的氯化钾 K C I)溶液。第 11 页 共 14 页G B/T 4 9 5 5-2 0 0 5/1 S 0 21 7 7:2 0 0 3此电解液要求比较严格的预置电压，但不如测试锡覆盖层那么严格(见 A.2)oA.1 6 钢上锡一 镍合金用电解液 将 1 0 0 ml磷酸(H,P O p=1.7 5 g/m L)和 5 0 ml盐酸(H C 1,p=1.1 8 g/ml)以及5 0 ml(在室温下呈饱和状态)的草酸(C,H,04 2 H,O)溶液混合 苦告:见 A.3 和 A.1 1，草酸与皮肤接触或吞咽后能造成伤害，避免其与眼睛、皮肤接触 此电解液只适用于约 1 0 0 mA/c m 的电流密度，发现此电流密度下合金中的锡呈二价锡离子溶解对于以二价锡形式溶解的6 5/3 5 锡一 镍合金，必须使用正确的电化学当量 即 0.4 5 3 m g/C来计算厚度。为获得更高准确度，应按实际合金组成调整该系数(见 7.8)0A.1 7铜或 黄铜上锡一 镍合金用电解 液 制备 含有 1 2 g 六水氯化镍(N i C l z 6 1 1,0).1 3 g 无水氯化锡(S n C4),2 0 0 m L水、4 0 m L 盐酸(H C l,p=1.1 8 g/m l)以 及.5 0 m l 磷酸(H,P 0 4,p=1.7 5 g/m l)的溶液。普告:见 A.3和 A.1 1,抓化镍具 有有 害的粉尘。刺激眼睛和皮肤，避免 吸入 该粉尘，勿与眼睛、皮肤 接触 四氮化锡引起灼伤，刺激呼吸系统，勿与眼睛、皮肤接触，不允许因疏忽与水接触。此电解液适用于约 4 0 0 m A/c m 的电流密度，在此电流密度下合金中的锡呈四价锡离子溶解。对干以四价锡形式溶解的6 5/3 5 锡一 镍合金，应该使用正确的电化学当量，即。.3 0 6 m g/C来计算厚度。为获得更高的准确度，则应按实际合金组成调整该系数(见第 7.8),A.1 8 铝、铜合金、镍、银和钢铁上金镀层用电解液预 制1 0 0 g/l,氰化钾溶液普告:在酸存在下抓化钾释放出致命的氢抓酸气体;抓化钾本身不慎吸入或与皮肤接触及吸食时具 有剧毒性，避免吸入粉尘、避 免与眼睛、皮肤接触本电解液可以满足暗金和光亮金镀层要求，但是，对合金成分和密度敏感第 12 页 共 14 页GB/T 4 9 5 5-2 0 0 5/1 S 0 2 1 7 7:2 0 0 3 附录B 资料性附录)仪器类型B，1 概 述 仪器的工作方法可以是下列两种中的任一种:a)在恒定的电解电流下测量阳极溶解的时间;b)用电流时间积分法，测量试验时间内所耗用的电量 对于a),通过电解池的电流必须控制在一恒定值，并且用计时器测量测试起点到终点的时间 对于b)，用电量计测量耗用的电量，这时不需要精确知道电流和时间的单独值。测量结果可用时间单位表示，也可用时间与电流的乘积(电量)单位表示或通过计算装置直接以厚度表示。用适当的电压表观察电解池电压的突变可确定测试终点;或用电路断开装置自动终止测试。在用电路断开装置的情况下，将电路断开装置调整在电解池退镀的切断电压值或电解池电压增长率的预置值时发生动作 对于热浸镀层、或其他类似在镀层和基体之间形成扩散层的覆盖层，这种预置值既可以是通过去除主镀层暴露扩散层，也可以是将扩散层完全去除，暴露出基体。当溶解达到和穿透不同的材料时，通过使用电压记录仪可以最终记录电压的变化。实际上，这种方法可以测量扩散层厚度也可以测量同种材料不同镀层的厚度，如多层镍(C h r y s l e r S T E P试验)库仑仪上的其他非必备但却有用的器件可包括数字显示器，能准确地检测终点的电子计时器和开关，以及可容许不同大小的测试电解池或使用不同电流密度的器件测试电解池的密封圈应能简便更换。许多现代仪器能直接显示厚度测量的结果，并在每次测试开始时叮给电路断开装置自动设定其断开控制值，以便正确的测试终点。B.2电解 池 电解池为一容器，通常为圆柱形，通过非导电的弹性密封圈(如用橡胶或塑料材料制成少 A定于试件上电解池若由金属(如不锈钢)制作，其本身可作为阴极，此时密封圈作为阴极和阳极间的绝缘体 若电解池由绝缘材料制成，则应使用单独的阴极，并在试验开始前浸人电解池中 密封圈所包围的面积必须精确限定，并且应小到能用于曲面。侧量形状复杂基体上的覆盖层厚度可能需要更小的电解池由于形状问题，特别要注意密封面积的大小和在测量中的限定状态口对于任何电解池，本方法的准确度很大程度 b 受测量面积的准确度控制。当给定测量面积的密封圈放置在曲面上，若测试中出现不准确的测量值时，则应视曲面的曲率选择更合适尺寸的密封圈，或更换新密封圈以及检查密封圈在测量中的限定状态。密封圈磨损或端面歪斜也会带来附加误差。对此可用肉眼检查被溶解的覆盖层圆周来估计这个误差 对于基本上是平面的基体，通常退镀面积为。.2 c m ;而对于弯曲表面，可根据退镀面的直径，用表B.I 所示尺寸的电解池进行测量。第 13 页 共 14 页GB/T 4 9 5 5-2 0 0 5/I S O 2 1 7 7:2 0 0 3表 B.1 曲面上测It用电解池尺寸退镀面积直径/。退镀面积/c m 曲面最小直径/c m0.3 20.2 20.1 50.1 00.0 50.0 8 00.0 3 80.0 1 80.0 0 80.0 0 23.01.00 40.1 50.1 5第 14 页 共 14 页