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工業(yè)膠帶常識(shí)：薄膜厚度的常用測量

薄膜厚度測量是薄膜制造業(yè)的根底檢測項(xiàng)目之一。薄膜其他一些功能目標(biāo)都和厚度有關(guān)。很明顯，假使一批單層薄膜厚度不平均，不單會(huì)影響到薄膜遍地的拉伸強(qiáng)度、阻隔性等，更會(huì)影響薄膜的后續(xù)加工。關(guān)于復(fù)合薄膜，厚度的平均性愈加主要，只要全體厚度平均，每一層樹脂的厚度才能夠平均。因而，薄膜厚度能否平均，能否與預(yù)設(shè)值一致，厚度偏向能否在指定的局限內(nèi)， 這些都成為薄膜能否可以具有某些特征目標(biāo)的前提。

　　薄膜厚度測量分為在線測試與非在線測試兩種，最早用于薄膜厚度測量的長短在線測厚技能。之后，跟著射線技能的不時(shí)開展逐步研制出與薄膜出產(chǎn)線裝置在一同的在線測厚設(shè)備。上個(gè)世紀(jì) 60年月在線測厚技能就曾經(jīng)有了普遍的使用，目前更可以檢測薄膜某一涂層的厚度。在線測厚技能與非在線測厚技能在測試道理上完全分歧，在線測厚技能普通采用射線技能等非接觸式測量法，非在線測厚技能普通采用機(jī)械測量法或許基于電渦流技能或電磁感應(yīng)道理的測量法，也有采用光學(xué)測厚技能、超聲波測厚技能的。

　　1. 在線測厚較為經(jīng)常見的在線測厚技能有β射線技能，X射線技能和近紅外技能。

　　1.1 β射線技能 β射線技能是最先使用于在線測厚技能上的射線技能，在上世紀(jì)60年月就曾經(jīng)普遍用于超薄薄膜的在線厚度測量了。它關(guān)于測量物沒有要求，但β傳感器對溫度和大氣壓的轉(zhuǎn)變、以及薄膜上下動(dòng)搖敏感，設(shè)備關(guān)于輻射維護(hù)安裝要求很高，并且旌旗燈號(hào)源改換費(fèi)用昂貴， Pm147源可用5-6年，Kr85源可用10年，改換費(fèi)用均在6000美元左右。

　　1.2 X射線技能這種技能很少為薄膜出產(chǎn)線所采用。X光管壽命短，改換費(fèi)用昂貴，普通可用2-3年，改換費(fèi)用在5000美元左右，并且不合用于測量由多種元素組成的聚合物，旌旗燈號(hào)源放射性強(qiáng)。X射線技能常用于鋼板等單一元素的測量。

　　1.3 近紅外技能近紅外技能在在線測厚范疇的使用曾遭到條紋干預(yù)景象的影響，但目前近紅外技能曾經(jīng)打破了條紋干預(yù)景象關(guān)于超薄薄膜厚度測量的限制，完全可以進(jìn)行多層薄膜總厚度的測量，而且因?yàn)榧t外技能本身的特點(diǎn)，還可以在測量復(fù)合薄膜總厚度的還給出每一層資料的厚度。近紅外技能可用于雙向拉伸薄膜、流延膜和多層共擠薄膜，旌旗燈號(hào)源無放射性，設(shè)備維護(hù)難度相對較低。

　　1.4在線測厚可以以最快的速度獲取厚度測試數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)剖析，實(shí)時(shí)調(diào)整出產(chǎn)線的參數(shù)，縮短開車工夫。然則在線測厚設(shè)備必需裝備與出產(chǎn)線相匹配的掃描架，這在必然水平上限制了在線測厚設(shè)備的反復(fù)應(yīng)用。并且因?yàn)楸∧こ霎a(chǎn)線往往需求長時(shí)間延續(xù)任務(wù)，因而響應(yīng)的在線測厚設(shè)備也就必需長時(shí)間任務(wù)。在設(shè)備的價(jià)錢上，在線測試設(shè)備普通要比非在線測試設(shè)備貴良多，并且前者的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用與維護(hù)費(fèi)用也比擬高。

　　2. 非在線測厚非在線測厚技能首要有—接觸式測量法和非接觸式測量法兩類，接觸式測量法首要是機(jī)械測量法，非接觸式測量法包羅光學(xué)測量法、電渦流測量法、超聲波測量法等。因?yàn)榉窃诰�測厚設(shè)備價(jià)錢廉價(jià)、體積小等緣由，使用范疇寬廣。

　　2.1機(jī)械測厚儀采用最傳統(tǒng)的測厚辦法，數(shù)據(jù)不變牢靠，對試樣沒有選擇性，普通可以分為點(diǎn)接觸式和面接觸式兩類，它與非接觸式測厚辦法有著實(shí)質(zhì)的區(qū)別——可以在進(jìn)行厚度測量前給試樣測量外表施加必然的壓力(點(diǎn)接觸力或面接觸力)，如許可以防止在運(yùn)用非接觸式測厚儀測量那些具有必然緊縮性、外表凹凸不服的資料時(shí)能夠呈現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)搖較大的景象。機(jī)械測厚儀的測試精度首要取決于測厚元件的精度，其中心元件——測量頭及測量面臨于細(xì)小的振動(dòng)都非常敏感，所以在有振源的情況中測量精度沒有任何意義。為了防止本身的振動(dòng)，并盡能夠地削減外界振動(dòng)的影響，設(shè)備底座都采用重而寬的金屬制成，這在必然水平上包管了測厚精度，卻也給機(jī)械測厚儀的小型化和簡便化帶來了一些堅(jiān)苦。情況溫度和風(fēng)速相同可以影響傳感器的精度，因而必需在實(shí)行室情況內(nèi)運(yùn)用。機(jī)械法測厚儀因?yàn)闇y量頭與試樣的接觸面積分歧，測量頭的施力分歧，施力速度分歧，一樣的試樣(這里假定厚度平均一致)運(yùn)用分歧類型的測厚儀很能夠獲得分歧的測試后果，這首要是因?yàn)榭删o縮試樣在分歧的狀況下發(fā)生的形變率往往不一樣。因而，在運(yùn)用機(jī)械測厚儀測試時(shí)必需嚴(yán)厲執(zhí)行所參照規(guī)范的測試前提和測試要求。

　　2.2 渦流測厚儀和磁性測厚儀渦流測厚儀和磁性測厚儀普通都是小型便攜式設(shè)備，辨別應(yīng)用了電渦流道理和電磁感應(yīng)道理。專用于各類特定涂層厚度的測量，用于測量薄膜、紙張的厚度時(shí)有呈現(xiàn)誤差的能夠。

　　2.3 超聲波測厚儀超聲波測厚儀也多是小型便攜式設(shè)備，應(yīng)用超聲波反射道理，可測金屬、塑料、陶瓷、玻璃以及其它任何超聲波良導(dǎo)體的厚度�？稍诟邷叵氯蝿�(wù)，這是良多其它類型的測厚儀所不具有的，但對檢測試樣的品種具有選擇性。

　　2.4 光學(xué)測厚儀應(yīng)用光學(xué)道理。從測試道理上來說光學(xué)測厚儀可到達(dá)極高的測試精度，然則這類測厚儀在運(yùn)用及維護(hù)上要求極高：必需遠(yuǎn)離振源;嚴(yán)厲防塵;專業(yè)操作及維護(hù)等。運(yùn)用局限較窄，僅合用于復(fù)合層數(shù)較少的復(fù)合膜。

　　2.5非在線測厚設(shè)備的發(fā)賣量要比在線測厚設(shè)備大一些，由于它的價(jià)錢廉價(jià)，并且相關(guān)于在線測厚設(shè)備，非在線測厚儀器都可以比擬便利的搬運(yùn)挪動(dòng);再有，非在線測厚設(shè)備的運(yùn)用與在線測厚設(shè)備的運(yùn)用并不抵觸，兩者可以有用共同，進(jìn)步產(chǎn)物及格率。關(guān)于某些試樣運(yùn)用分歧的測厚儀能夠會(huì)獲得分歧后果，這一方面是因?yàn)楦黝悳y厚儀的測試道理差別較大，另一方面，軟包材大都具有可緊縮性，因而除機(jī)械測厚儀外的其它類型測厚儀往往對試樣的材質(zhì)具有選擇性，通用性較差。

　　3. 軟包裝資料的特征經(jīng)常見的軟包材首要是由聚合物和紙成品加工制造的。聚合物分為橡膠、纖維、和塑料三大類。橡膠的特征是在室溫下彈性高，即在很小的外力效果下，能發(fā)生很大的形變;外力去除后能敏捷恢恢復(fù)狀，彈性模數(shù)小，約為105～106N/m2。相反，纖維的彈性模數(shù)較大，約為109～1010N/m2，受力時(shí)形變較小。塑料的彈性模數(shù)約為107～108N/m2，局部形變是可逆的，也有一局部則是永世形變。這三類聚合物是很難嚴(yán)厲劃分的。例如聚氯乙稀是典型的塑料，但也可以抽成纖維，配入過量增塑劑可制成相似橡膠的軟成品。凡間紙張性質(zhì)松軟，有必然的緊縮性，存在外表凹凸不服的狀況�？梢�，聚合物和紙成品受力后都邑發(fā)生形變，處于一種被緊縮的形態(tài)，所以軟包裝資料普通都有必然的形變率，因而，在進(jìn)行試樣厚度測量時(shí)能否存在對試樣測量面施加的壓力將直接影響測試后果。

　　關(guān)于薄膜制造商而言，產(chǎn)物的厚度平均性是最主要的目標(biāo)之一，想要有用地節(jié)制資料厚度，厚度測試設(shè)備是必不成少的，然則詳細(xì)要選擇哪一類測厚設(shè)備還需依據(jù)軟包材的品種、廠商對厚度平均性的要求、以及設(shè)備的測試局限等要素而定。