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熱噴涂涂層密度的測定

2017-04-01 16:10:53 作者：本網整理來源：熱噴涂與再制造分享至：

    對于腐蝕與絕緣等工程應用來說，熱噴涂涂層固有的或多或少的氣孔是有害的。涂層密度是熱噴涂涂層的重要指標之一，可以反映涂層的孔隙情況。它對于選擇涂層材料、噴涂工藝及涂層后處理方法有重要的指導意義。測量涂層密度通常采用稱量法，但根據測量方式不同可以分為幾種不同測量方法。

    1. 加工測量法

    該方法的優點是不必將涂層剝離，涂層試樣形狀如圖1所示。

    在規定的圓柱形坯樣凹面上進行噴涂，用砂輪機磨削涂層的多余部分，而后按圖精加工至規則的圓柱形試樣棒，由圓柱坯料的原尺寸可知涂層的體積；磨去多余涂層，并精磨整個圓柱面，準確稱量磨削后圓柱重量G，即可求出涂層的質量，然后獲得涂層材料的相對密度。

    （1）

    （2）

    式中ρc為噴層材料密度（g/cm3）；ρs為基體材料密度，（g/cm3）；Vc為涂層體積（凹切部分）（cm3）；Vs為基體體積（cm3）。

    圖1 直接稱量法測量涂層密度試樣

    2. 浮力稱量法

    浮力稱量法是測量涂層密度的常用方法，通過測定干燥試樣的質量與試樣總體積之比，即為密度，以g/cm3表示。在產品或能代表產品的試件上剝離涂層作為試樣，試樣的尺寸可由雙方議定。噴涂試樣的表面不要進行加工，外觀不允許有很大的凸凹不平。

    測量前首先將試樣放在105~120℃空氣中進行充分烘干，并達到恒定，此時的質量是可作為試件的干燥質量，以G1表示，單位為g。

    接著的下一步是將干燥、稱量后的試樣沉人到燒杯內的水中（室溫），并把燒杯置于真空干燥器中進行減壓排氣，待無氣泡出現后停止。取出燒杯，此時的試樣作為泡水試樣。

    泡水試樣在水中的質量：用直徑為0.5 mm以下的金屬絲把泡水試樣吊掛在水中，此時所稱得的總質量與金屬絲的質量之差，即為泡水試樣在水中的質量（G2），單位為g。

    泡水試樣在空氣中的質量：從水中取出試樣后，用濕布擦其表面，除去水滴后稱量，該值即為泡水試樣的質量（G3），單位為g。

    根據以上所獲得的數據就可計算該涂層的密度值，其公式如下：

    （3）D體=（G1·D液）/（G3-G2）

    式中D體為體積密度（g/cm3）；D液為試驗溫度下水的密度，g/cm3；G1為試樣在空氣中干燥后的質量，g；G2為泡水試樣在水中的質量，g；G3為泡水試樣在空氣中的質量，g。