热喷涂涂层密度的测定
2017-04-01 16:10:53
作者:本网整理 来源: 热喷涂与再制造
对于腐蚀与绝缘等工程应用来说,热喷涂涂层固有的或多或少的气孔是有害的。涂层密度是热喷涂涂层的重要指标之一,可以反映涂层的孔隙情况。它对于选择涂层材料、喷涂工艺及涂层后处理方法有重要的指导意义。测量涂层密度通常采用称量法,但根据测量方式不同可以分为几种不同测量方法。
1. 加工测量法
该方法的优点是不必将涂层剥离,涂层试样形状如图1所示。
在规定的圆柱形坯样凹面上进行喷涂,用砂轮机磨削涂层的多余部分,而后按图精加工至规则的圆柱形试样棒,由圆柱坯料的原尺寸可知涂层的体积;磨去多余涂层,并精磨整个圆柱面,准确称量磨削后圆柱重量G,即可求出涂层的质量,然后获得涂层材料的相对密度。
(1)
(2)
式中ρc为喷层材料密度(g/cm3);ρs为基体材料密度,(g/cm3);Vc为涂层体积(凹切部分)(cm3);Vs为基体体积(cm3)。
图1 直接称量法测量涂层密度试样
2. 浮力称量法
浮力称量法是测量涂层密度的常用方法,通过测定干燥试样的质量与试样总体积之比,即为密度,以g/cm3表示。在产品或能代表产品的试件上剥离涂层作为试样,试样的尺寸可由双方议定。喷涂试样的表面不要进行加工,外观不允许有很大的凸凹不平。
测量前首先将试样放在105~120℃空气中进行充分烘干,并达到恒定,此时的质量是可作为试件的干燥质量,以G1表示,单位为g。
接着的下一步是将干燥、称量后的试样沉人到烧杯内的水中(室温),并把烧杯置于真空干燥器中进行减压排气,待无气泡出现后停止。取出烧杯,此时的试样作为泡水试样。
泡水试样在水中的质量:用直径为0.5 mm以下的金属丝把泡水试样吊挂在水中,此时所称得的总质量与金属丝的质量之差,即为泡水试样在水中的质量(G2),单位为g。
泡水试样在空气中的质量:从水中取出试样后,用湿布擦其表面,除去水滴后称量,该值即为泡水试样的质量(G3),单位为g。
根据以上所获得的数据就可计算该涂层的密度值,其公式如下:
(3)D体=(G1·D液)/(G3-G2)
式中D体为体积密度(g/cm3);D液为试验温度下水的密度,g/cm3;G1为试样在空气中干燥后的质量,g;G2为泡水试样在水中的质量,g;G3为泡水试样在空气中的质量,g。
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