Ứng dụng đo độ dày lớp mạ - Mạ Niken không điện (Mạ Niken hoá học)

Công nghệ mạ Niken không điện hay còn gọi là mạ Niken hoá học (Electroless Nickel Plating – ENP) là công nghệ giúp bảo vệ vật liệu khỏi sự mài mòn và tăng độ cứng. Công nghệ này được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: hàng không vũ trụ, dầu khí, xây dựng, điện tử …

1. Ưu điểm của Công nghệ mạ Niken không điện (ENP):

ENP là sự kết hợp của các ưu điểm như: chống mài mòn (ăn mòn), chống ma sát với mức độ đồng nhất cao.

Một số đặc tính và lợi ích của ENP:

2. Phân loại:

Dựa vào hàm lượng Phốt pho được sử dụng, công nghệ ENP được chia thành 3 nhóm chính như sau:

• Mạ Niken không điện với hàm lượng Phốt pho trung bình hay còn được biết đến là MPEN (với hàm lượng phốt pho từ 6 – 9 %): là loại phổ biến hay được sử dụng nhất, với khả năng tạo lớp mạ nhanh chóng và có thể điều chỉnh dễ dàng độ sáng bóng của sản phẩm mạ.
• Mạ Niken không điện với hàm lượng Phốt pho thấp (<5% phốt pho): cung cấp cho vật liệu mạ lớp phủ đồng nhất ở bên trong và tính kháng kiềm cao.
• Mạ Niken không điện với hàm lượng Phốt pho cao (từ 10 – 13% phốt pho): thường được áp dụng cho các vật liệu trong lĩnh vực thăm dò và khai thác dầu khí do giúp cho vật liệu mạ tăng được tính ăn mòn cũng khi tính kháng axit cao.

3. Công nghệ huỳnh quang tia X – Giải pháp kiểm soát chất lượng vật liệu mạ:

Với nhiều tính năng cũng như ưu điểm vượt trội nêu trên thì vấn đề kiểm soát chất lượng của những vật liệu mạ như độ dày lớp mạ, thành phần lớp mạ cũng rất được quan tâm.

Chính vì vậy, nhiều công nghệ, kỹ thuật dùng để giám sát chất lượng đã được nghiên cứu và phát triển. Nổi bật là giải pháp công nghệ sử dụng huỳnh quang tia X để kiểm tra độ dày cũng như thành phần lớp mạ được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp xi mạ.

Công nghệ huỳnh quang tia X trước đây không có khả năng đo và phát hiện ra được Phốt pho trong lớp mạ. Nhược điểm này đã được khắc phục nhờ công nghệ đầu thu bán dẫn silicon tinh khiết cao - SDD với độ phân giải tốt gấp 5 lần so với đầu thu thế hệ cũ, thêm vào đó là khả năng phân tích các nguyên tố nhẹ (xuống tới Al - Nhôm) mang lại độ nhạy tuyệt vời cho phép phân tích Phốt pho.

4. Công nghệ phân tích lớp mạ của hãng Bowman (Mỹ):

Không nằm ngoài xu hướng phát triển công nghệ của thế giới, hãng Bowman đã nghiên cứu và đưa ra thị trường nhiều dòng thiết bị sử dụng công nghệ huỳnh quang tia X chuyên biệt cho phân tích lớp mạ, được tin dùng khắp nơi trên thế giới với những tính năng nổi trội như:

• Sử dụng đầu thu SDD với tính ổn định và chính xác tuyệt vời.
• Kết hợp linh hoạt giữa ống phóng tia X và đầu thu giúp cải thiện độ chính xác với thời gian đo ngắn hơn, giới hạn phát hiện thấp hơn.
• Các chi tiết phần cứng có tuổi thọ cao nhờ áp dụng công nghệ tiên tiến và hiện đại nhất.
• Độ phân giải năng lượng của đầu thu SDD 135 eV.

Hiệu năng của các thiết bị hãng Bowman không chỉ được thể hiện ở các ở tính năng nổi trội của phần cứng mà còn thể hiện rõ ràng qua việc phân tích thực tế kiểm nghiệm về tính chính xác cũng như khả năng ổn định của thiết bị thông qua các số liệu cụ thể sau:

Bảng 1: Bảng kết quả đo kiểm tra lại mẫu hiệu chuẩn

Bảng 2: Bảng kết quả đo lại mẫu chuẩn

Kết quả đo 30 lần của vật liệu đồng phủ NiP khi sử dụng ống phóng Cr và thời gian đo 60s:

Kết quả đo 30 lần của vật liệu đồng phủ NiP khi sử dụng ống phóng W và thời gian đo 60s:

Bảng 3: Bảng kết quả đo kiểm tra độ lặp lại