О состоянии и перспективах совершенствования метрологического обеспечения в области измерений толщины покрытий рентгенофлуоресцентным методом

Обсудить в научной среде практику применения рентгенофлуоресцентного метода измерения толщины покрытий авторов побудила высокая востребованность метода, все возрастающая в Российской Федерации по мере развития в стране высокотехнологичного сектора машиностроения, приборостроения и электроники.

Представленный в статье обзор может предопределить перспективы совершенствования метрологического обеспечения метода рентгенофлуоресцентной спектрометрии и шире – в целом в области неразрушающих методов измерений толщины покрытий. Авторами воедино собран и систематизирован библиографический материал по видам покрытий, способам их нанесения, о преимуществах и ограничениях неразрушающих методов измерений толщины покрытий. На основе этих данных сформулированы вопросы, которые могут дать направление для научных исследований с целью развития неразрушающих методов контроля толщины покрытий.

Опубликованный материал адресован в первую очередь метрологам, обеспечивающим контроль в этой сфере, и изготовителям приборов и средств контроля качества покрытий. Авторский коллектив допускает развитие дискуссии с учетом мнения и опыта применения неразрушающего контроля толщины покрытий в условиях действующего производства.

1. Потапов А. И., Сясько В. А. Неразрушающие методы и средства контроля толщины покрытий и изделий. Научное, методическое и справочное пособие. СПб., 2009. 904 с.

2. Козлов Д. Ю. Руководство для подготовки инспекторов по визуальному и измерительному контролю качества окрасочных работ. Екатеринбург : ООО «ИД «Оригами», 2009. 202 с.

3. Голубев С. С., Смирнова Н. И. Метрологическое обеспечение бесконтактных методов измерения толщины покрытий // Технологии НК. 2017. Т. 20, № 1. С. 10–13.

4. Голубев С. С., Бабаджанов Л. С., Бабаджанова М. Л. Структура и содержание метрологического обеспечения оценки соответствия характеристик при контроле качества покрытий // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83, № 4. С. 71–74.

5. Бабаджанов Л. С., Бабаджанова М. Л. Метрологическое обеспечение измерений толщины покрытий. Теория и практика. М. : ИПК Издательство стандартов, 2004.

6. Зенин Б. С., Овечкин Б. Б. Современные технологии модифицирования поверхности и нанесения покрытий: учебное пособие. Томск : Томский политехнический университет, 2008. 75 с.

7. Исследование плотности наносимого функционального покрытия плазменным напылением с использованием методологии многофакторного эксперимента / С. Ю. Жачкин [и др.] // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2022. № 24. С. 63–71.

8. Козенков О. Д., Пташкина Т. В., Косилов А. Т. Плотность и микротвердость композиционных покрытий, содержащих углеродные наноматериалы // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2015. Т. 11, № 1. С. 56–60.

9. Status quo und trends der galvanotechnik / T. Lampke [et al.] // Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 2008. Vol. 39, № 1. P. 52–57. https://doi.org/10.1002/mawe.200700241

10. The current distribution in electrochemical cells // Fundamental Aspects of Electrometallurgy. Boston, MA: Springer, 2005. P. 101–143. https://doi.org/10.1007/0-306-47564-2_4

11. Electroplating for decorative applications: recent trends in research and development / W. Giurlani [et al.] // Coatings. 2018. Vol. 8, № 8. P. 260. https://doi.org/10.3390/coatings8080260

12. Наумчик И. В., Шевченко А. В., Алексеев К. В. Неразрушающий контроль толщины покрытий // Фундаментальные исследования. 2015. № 12–5. C. 935–939.

13. Scialla E., Brocchieri J., Sabbarese C. Comparison of different methodologies for estimating gold thickness in multilayer samples using XRF spectra // Applied Radiation and Isotopes. 2023. Vol. 191. P. 110517. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2022.110517

14. Measuring the thickness of metal coatings: a review of the methods / W. Giurlani [et al.] // Coatings. 2020. Vol. 10, № 12. P. 1211. https://doi.org/10.3390/coatings10121211

15. Thickness determination of metal multilayers by ED-XRF multivariate analysis using Monte Carlo simulated standards / / W. Giurlani [et al.] // Analytica Chimica Acta. 2020. Vol. 1130. P. 72–79. https://doi.org/10.1016/j.aca.2020.07.047

16. Васильев А. С. Исследование, разработка и внедрение методик определения поверхностной плотности и массовой доли элементов для многослойных и многокомпонентных покрытий рентгенофлуоресцентным методом // Эталоны. Стандартные образцы. 2024. Т. 20, № 2. С. 99–114. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2024-20-2-99-114

17. Revenko A. G., Tsvetyansky A. L., Eritenko A. N. X-ray fluorescence analysis of solid-state films, layers, and coatings // Radiation Physics and Chemistry. 2022. Vol. 197. P. 110157. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2022.110157

18. Ревенко А. Г., Пашкова Г. В. Рентгенофлуоресцентный анализ: современное состояние и перспективы развития // Журнал аналитической химии. 2023. Т. 78, № 11. C. 980-1001. https://doi.org/10.31857/S0044450223110130

19. Казанцев В. В., Медведевских С. В., Васильев А. С. Государственный первичный эталон единиц поверхностной плотности и массовой доли элементов в покрытиях ГЭТ 168-2015 // Измерительная техника. 2018. № 9. С. 17–19. https://doi.org/10.32446/0368-1025it-2018-9-17-19

20. Kazantsev V., Hoffmann K-P. Final report on CCL supplementary comparison COOMET 527/Ru/11 COOMET.L-S16 // Metrologia. 2015. Vol. 52, № 1A. P. 04001. https://doi.org/10.1088/0026–1394/52/1A/04001

21. Dimple grinding coupled with optical microscopy for porosity analysis of metallic coatings / H. Hu [et al.] // Micron. 2024. Vol. 178. P. 103593. https://doi.org/10.1016/j.micron.2024.103593

22. Соколовский С. С., Астапович О. С. Выбор метода и средств измерений плотности пористых композиционных материалов с открытыми порами // Приборостроение – 2019: материалы 12-й Международной научно-технической конференции, Минск, 13–15 ноября 2019 года. Минск : Белорусский национальный технический университет, 2019. C. 228–229.

23. Сильченко О. Б., Силуянова М. В., Хопин П. Н. Исследование плотности и пористости покрытий из керамополимеров или композиционных материалов с квазикристаллами, полученных газодетонационным методом и методом газодинамического напыления // Вестник Брянского государственного технического университета. 2020. № 7. С. 4–11.