一种镀锡板钝化膜厚度的测量方法技术

本发明专利技术涉及镀锡板的表征检测领域，尤其涉及一种镀锡板钝化膜厚度的测量方法。本发明专利技术包括步骤：(1)试样的预处理：(2)确定钝化膜的表面位置：原位氩离子刻蚀和X射线光电子能谱测量交替进行，分析试样刻蚀在镀锡板某深度处的化学组成及含量，当测量到Cr元素、O元素后确定钝化膜的表面位置；(3)刻蚀钝化膜：检测到钝化膜的表面位置后对试样继续刻蚀，直至钝化膜已完全刻蚀完，记录刻蚀时间(t)；(4)计算钝化膜厚度：已知标准靶材的刻蚀速度，根据刻蚀速度与靶材的密度成反比，获得钝化膜的刻蚀速度；钝化膜厚度＝刻蚀速度×刻蚀时间。本发明专利技术能够快速、准确地测量镀锡板钝化膜厚度。

【技术实现步骤摘要】
一种镀锡板钝化膜厚度的测量方法
本专利技术涉及镀锡板的表征检测领域，尤其涉及一种镀锡板钝化膜厚度的测量方法。
技术介绍
镀锡板作为钢铁产线延伸的终端产品，由于其具有良好的抗腐蚀性能，有一定的强度和硬度，同时成形性好易焊接，表面可以进行印制图画进行美化的特点被广泛应用于食品及饮料、化工、油类、医药等行业的包装材料。镀锡板表面一般有5层：从内至外分别为锡铁合金层(约厚0.350μm)、自由锡层(约厚0.350μm)、氧化层(约厚0.002μm)、钝化层(约厚0.002μm)、防锈油层(约厚0.002μm)。各层对镀锡板的性能都有影响，且相互制约。钝化膜的组织结构、厚度会影响后续涂漆的附着力。钝化膜的组成包括Cr2O3、Cr、Cr(OH)3以及钝化过程中残留的Cr6+。因此准确测量表征钝化膜的厚度对于镀锡板表面质量控制与提升具有重要意义。目前一般利用X射线光电子能谱(XPS)分析镀锡板钝化膜表层和内部的组织结构，从而揭示其对镀锡板涂漆附着力的影响机理，但是并未涉及钝化膜的厚度测量的方法，而且现有的钝化膜的厚度测量的方法均存在测量误差大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀锡板钝化膜厚度的测量方法，其特征在于，包括步骤：/n(1)试样的预处理：/n将试样清洗干净，干燥后待测；/n(2)确定钝化膜的表面位置：/n原位氩离子刻蚀和X射线光电子能谱测量交替进行，分析试样刻蚀在镀锡板某深度处的化学组成及含量；当X射线光电子能谱测量到Cr元素、O元素后确定钝化膜的表面位置；/n(3)刻蚀钝化膜：/n检测到钝化膜的表面位置后对试样继续刻蚀，并且配合X射线光电子能谱测量每次刻蚀后Cr、O、Sn元素的含量，直至钝化膜已完全刻蚀完，记录从钝化膜表面位置至钝化膜刻蚀完毕的刻蚀时间(t)；/n(4)计算钝化膜厚度：/n已知标准靶材的刻蚀速度，根据刻蚀速度与靶材的密度成反比，...

【技术特征摘要】
1.一种镀锡板钝化膜厚度的测量方法，其特征在于，包括步骤：
(1)试样的预处理：
将试样清洗干净，干燥后待测；
(2)确定钝化膜的表面位置：
原位氩离子刻蚀和X射线光电子能谱测量交替进行，分析试样刻蚀在镀锡板某深度处的化学组成及含量；当X射线光电子能谱测量到Cr元素、O元素后确定钝化膜的表面位置；
(3)刻蚀钝化膜：
检测到钝化膜的表面位置后对试样继续刻蚀，并且配合X射线光电子能谱测量每次刻蚀后Cr、O、Sn元素的含量，直至钝化膜已完全刻蚀完，记录从钝化膜表面位置至钝化膜刻蚀完毕的刻蚀时间(t)；
(4)计算钝化膜厚度：
已知标准靶材的刻蚀速度，根据刻蚀速度与靶材的密度成反比，获得钝化膜的刻蚀速度(V(Cr2O3))；钝化膜厚度(h)＝刻蚀速度(V(Cr2O3))×刻蚀时间(t)。


2.根据权利要求1所述的镀锡板钝化膜厚度的测量方法，其特征在于，所述步骤(4)中，刻蚀速度(V(Cr2O3))的计算公式为：



其中，当离子源能量200～1000eV时，V(Ta2O5)为0.020～0.275nm/s，ρ(Cr2O3)/ρ(Ta2O5)＝0.643。


3.根据权利要求2所述的镀锡板钝化膜厚度的测量方法，其特征在于，设置刻蚀的离子源能量为200eV～1000eV；设置每次刻蚀的时间为10～20s，由公式(1)得到钝化膜的刻蚀速度为0.03nm/s～0.43nm/s，每次刻蚀的深度为0.3nm～8.6nm。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王志奋，韩荣东，黄海娥，周元贵，马家艳，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42