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光亮剂电流密度范围及镀层光亮度的测试

作者:新利体育 发布于:2021-02-23 10:56 点击量:

  确定光亮添加剂的电流密度范围最好的方法是进行霍尔槽试验。将按工艺要求配制出所要测试的电镀工艺的镀液,在做一个空白(不加光亮剂)的试片留做对比后,加人规定量的添加剂。取这种镀液以1A的总电流进行霍尔槽试验,如果整片都良好,高区和低区都有良好光亮镀层,就要取1.5A的总电流进行试验,如果仍然很好,可取2A的总电流试验,这时如果高电流区出现烧焦,那么这一片的正常镀层区所对应的电流密度就是电镀电流密度的上限。有些镀种光亮区较窄时,只镀一片,就可以确定上限和下限,有些则可能要镀2片,有些会是3片,因镀种和工艺不同而有所不同。另外低区也可以通过降低总电流的方法来确定。

  自从有了电镀光亮添加剂以后,由于不用机械抛光就能获得全光亮的镀层,使光亮剂的应用激增,评价电镀光亮剂的指标也相继出台,光亮度就是评价电镀光亮剂的一项重要指标。

  但是,对镀层光亮度的界定,到现在都还没有一个统一的标准,以至于有些评价是借助人眼的观察结果来评定,比如将光亮度分为5级,级数越高的表示光亮度越高。这显然有很大的人为误差,只有相对的比较作用而不能作为科学和技术的评价标准。在没有统一的标准以前,较为可行的办法是借用物理学中光亮度的概念。

  那么什么是光亮度呢?在物理学中,光亮度(Luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示,即从一个表面反射出来的光通量。不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数。光的强度可用照在平面上的光的总量来度量。这叫入射光(incidentlight)或照度(illuminance)。若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度,这种光称为反射光(reflectionlight)或这度(brightness)。例如,一般白纸大约吸入射光量的20%,而反射光量则为80%,黑纸只反射入射光量的3%,所以,白纸和黑纸上差异很大。

  这样,对于电镀中所说的镀层光亮度,也可以用测其反光程度来定量地表达。由于反光程度受实验片的表面粗糙度、照明种类和强度、照明的角度和规则角度等的影响,因此在测量时要对条件作出一些可比性的定量规定,否则也没有可比性。同时,对于反射光,也可以分为三种:即镜面光泽度、对比光泽度和鲜明度光泽度。因此,在测量时要指出是使用的哪一种方法,并且这时的光亮度(光泽度)没有物理单位,而是一个对比值,即只有数值或一个百分数。

  以对比光亮度为例,当以玻璃的反射率定为100%,镜面镀层的反射率在80%以上,而一般光亮镀层的反射率为50%-80%,无光镀层的反射率在20%以下。以瓦特镍为例,不加光亮剂时镀得的镀层反射率只有6.6%,而加人一种普通光亮剂后,镀层反射率达到59%。

  有些资料对镀层光亮度用烛光表示,由于引入了物理单位,就要对侧量时的方法或条件作出标注,这时往往是采用了光亮度测量仪。因此用仪器测量镀层光亮度将会成为流行方法并会在适当时候制定出相应的标准。

  烛光是最早定义光源亮度时,以一支蜡烛的亮度为最基本单位而定下的光强度单位。在没有物理照明光源以前,人们多少年都是采用蜡烛作为其照明光源的,因此,在出现电灯等物理光源后,为了确定光源的光强度,很自然地会采用烛光作为参照物。

  但是,烛光会因每支蜡烛的质量、烛芯的粗细、长短等而出现不同的亮度,采用烛光作为光强度单位就不够科学了。为此,1979年10月第十六届国际计量大会重新定义了发光强度单位,称为坎德拉,符号cd,是国际单位制七个基本单位之一。坎德拉(cd)的定义为:频率为540.0154×1012Hz的单色辐射光源(黄绿色可见光),在某给定方向上的发光强度,在该方向的辐射为(1/683)W/sr。1cd的点状光源所发出的总光通量为4πlm。为了照顾使用烛光的习惯,一支普通蜡烛的发光强度约为1cd。

  光亮镀层的光亮度一般情况下没有进行定量的测试,通常是以双方认可的全光亮镀层做比较来确定光亮程度是否符合要求。在需要时则采用仪器进行表面光亮度(也有称为光泽度的)测试。测定金属表面的光亮度可以采用光学的方法。

  上图所列公式中,G表示光亮度,它是一定入射角(θ)的入射光φ1与反射光φ2的比值。在实际测试中,φ1通常是指入射光源度,φ2则是集光器收集到的光的亮度。光亮度检测仪就是根据这一原理制造的,主要用于检测所有的平面或曲面涂层的光亮度,也能检测纸张和塑料的光亮度。检测仪有一个带调整装置的检测台,使大小不同的样品能正确地放在检测孔中,根据选择的参数来操作脚踏开关,用手来移动样品,还有一个可调整的对准工具。光亮度和统计数据由LCD显示出来,也可以通过计算机端口打印出来。工作时检测时间不超过2S,也可以存储4000多个参数。根据不同的光亮度选择不同的型号,各型号的光亮度检测仪符合ASTM、ISO/DIN/BS、TAPPI和BAM光亮度标准。

  测量所用的试片,可选用0.5-1.0mm厚的冷轧钢板制成100mm×50mm的规格,经打磨抛光后,其表面粗糙度(Ra)0.41μm<Ra≤0.63μm、光亮度为350-400,试样经常电镀前处理后,按添加剂产品规定的电镀工艺条件,在镀液中电镀(10±2)μm厚的镍层为试样。

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