آنالیز پوشش، ضخامت سنجی، چسبندگی، تخلخل، سختی، مقاومت خوردگی و سایشی

در طول عمر یک لایه پوشش، آزمایش و آنالیز دقیق مورد نیاز است تا اطمینان حاصل شود که کیفیت پوشش حفظ می شود. معمولاً مشخصات یک پوشش را از نظر مقاومت در برابر خوردگی می توان از روی نوع فلز و محیطی که در آن قرار گرفته است پیش بینی کرد. در هر حال در عمل، بازده کامل یک سیستم پوششی در صورتی به دست می آید که کیفیت مواد، روش اعمال و عملیات اولیه روی فلز پایه کاملا کنترل شده باشد. همچنین در مورد پوششی که کیفیت و روش اعمال آن مناسب است، تغییرات جزئی در شرایط سرویس (کاربرد آن که بسیار پیچیده میتواند باشد) باعث می شود تا ظاهر و ویژگی های آن به شدت تغییر بکند. لذا یکی از جنبه های مهم تکنولوژی پوشش ها این است که آزمایش های لازم روی کیفیت آنها انجام شود تا معلوم شود که آیا برای یک کاربرد خاص مناسب است یا خیر؟ آزمایشها برای بررسی خوردگی در محیط با روشهای خاصی انجام میشود تا شرایط کاری بهینه را دقیقاً پیش بینی کنند. بدین ترتیب آزمون پوشش دو جنبه دارد: یکی آزمایش از نظر کیفیت و دیگری آزمایش مقاومت در برابر خوردگی که این دو به یکدیگر مربوط اند و نتایج حاصل از هر کدام روی دیگری اثر می گذارد.

آزمایش های کنترل کیفیت پوشش

آزمایش های کنترل کیفیت به چند دسته تقسیم میشوند:

• ترکیب شیمیایی پوشش
• ضخامت پوشش
• چسبندگی پوشش
• تخلخل
• قابلیت انعطاف پذیری و تنش های سطحی
• استحکام و سختی پوشش
• مقاومت سایشی

ترکیب شیمیایی پوشش

برای بدست آوردن پوشش مطلوب لازم است ابتدا ترکیب شیمیایی آن را بطور دقیق (باتوجه به عناصر تشکیل دهنده آن) مشخص کنیم و ترکیب شیمیایی زیر لایه مورد استفاده را نیز بهتر است بطور دقیق  مورد بررسی قرار دهیم. تا در هنگام آزمون ترکیب شیمیایی پوشش به علت نازک بودن پوشش و یا تماس آن با پوشش های دیگر و فلز زیرلایه دچار مشکل نشویم. به همین دلیل معمولاً باید نمونه هایی را که با روش های خاصی تهیه شده اند آنالیز کرد. نمونه ها ممکن است از حمام مذاب نمونه برداری شده و یا از نازل پاشش روی یک ماده خنثی نظیر شیشه پاشیده شده باشد و یا به طور شیمیایی و یا الکتریکی روی ماده ای پوشش شده باشد که بتوان به آسانی آن را با اسید شویی زدود. درباره ترکیب شیمیایی میتوان از مطالعه خود پوشش با اشعه X و یا آنالیز سطح فلز با اشعه الکترونی اطلاعاتی به دست آورد. یا با متالوگرافی مقطع نمونه پوشش شده با چشم و با استفاده از میکروسکوپ یا با استفاده از الکترون میکروپروپ آنالیزر، ترکیب را تعیین کرد. اگر پوشش به اندازه کافی ضخیم باشد میتوان آن را با خراش و یا ماشین کاری از فلز اصلی جدا کرد. به طوری که ناخالصی از فلز اصلی و یا لایه های پوشش های دیگر ذرات آن وارد پوشش نشود و سپس آنالیز شیمیایی مستقیم روی پوشش انجام داد.

علاوه بر اینکه باید مطمئن بود که ترکیب شیمیایی آلیاژ رسوب کرده صحیح است. وجود مقادیر جزئی از موادی نظیر گوگرد در پوششهای مات نیمه براق براق نیکلی و وجود مس درپوشش های آلومینیوم پاشیده شده را باید متذکر شد که روی مقاومت به خوردگی اثر میگذارد. آزمایش های شیمیایی موضعی بر روی نقاط معین را میتوان مستقیما بر روی سطح قطعات برای تعیین خواص آن انجام داد.

آزمایش نقطه ای برای تشخیص انواع پوششهای نیکل

 می توان انواع پوشش نیکل الکترولیزی را از نظر مات نیمه براق یا براق بودن با آزمایش شیمیایی نقطه ای تعیین کرد. برای این منظور باید به ۲۰ گرم اسید کرومیک در cc۱۰ اسید سولفوریک غلیظ به مقدار کافی آب مقطر افزود تا cc۱۰۰ محلول ایجاد شود. اگر یک قطره از این محلول را روی سطح تازه تمیز شده نیکل براق بریزیم به سرعت رنگ قهوه ای تیره ظاهر میشود و سطح فلز خورده و تیره میشود. در مورد نیکل نیمه براق سرعت واکنش آهسته تر و تغییر رنگ کمتر استو لیکن بر روی نیکل مات واکنش انجام نمی شود. به طور کلی تیرگی در طی حدود ۵ دقیقه ظاهر میشود. ولی در مورد نیکل براق که دارای مقادیر زیادی براقی است و معمولاً سریعتر نیز خورده میشود، سرعت واکنش زیاد است و خیلی سریع تیرگی رخ می دهد.

آزمایش نقطه ای برای تعیین وجود کرومات غیر فعال بدون رنگ روی پوششهای روی و کادمیم: یک قطره از محلول gr/lit5 استات سرب با pH برابر 5/7را روی سطح این پوشش ها می ریزیم، اگر سطح غیر فعال نشده باشد، سطح قطعه فورا کدر می شود. عمل تیره شدن روی سطح غیر فعال شده کادمیم به مدت ۵ ثانیه و روی سطوح غیر فعال شده روی به مدت ۶۰ ثانیه به تأخیر می افتد. آزمایش نقطه ای برای تعیین یون کروم شش ظرفیتی روی سطوح غیر فعال: یک قطره از محلول (4 گرم diphenylcarbazide در cc ۲۰ استن و cc20 اتانول و cc20 از محلول %۷۵ اسید فسفریک و cc20 آب ) را اگر روی سطوح غیر فعال می ریزیم. اگر یون کروم شش ظرفیتی وجود داشته باشد، رنگ قطعه پس از چند دقیقه قرمز میشود.

ضخامت سنجی پوشش

یکی  از مهم ترین شاخصه های بررسی پوشش ها، میزان ضخامت پوشش است. چرا آنجا که عمر پوشش و دوام آن به ضخامت بستگی دارد، مگر اینکه پوشش کاملا در محیط های خورنده بی اثر باشد. لذا لازم است با یکی از روش ها ضخامت سنجی پوشش انجام شود. اگر ضخامت فلز پایه را دقیقاً بدانیم و ضخامت پوشش هم به حد کافی باشد، میتوانیم با وسایل عادی از قبیل میکرومتر ضخامت پوشش را تعیین کنیم. به هر حال این روش را معمولاً در مورد پوشش های ضخیم در مهندسی میتوان به کار برد. اکثر پوشش هایی که برای کنترل خوردگی به کار میروند ضخامتشان در مقایسه با ضخامت فلز پایه بسیار ناچیز است و حتی اگر روش اندازه گیری مستقیم ضخامت میسر باشد نتیجه دقت کافی ندارد. ایده آل است که ضخامت سنجی پوشش را با روش های غیر مخرب انجام دهیم تا پوشش تخریب نشود و بعد از آزمایش قطعه را بتوان به کار برد. معمولاً این کار همیشه ممکن نیست. وقتی که باید از آزمایش های مخرب استفاده شود لازم است نمونه هایی از اجزای هر قطعه ای را آزمایش کرد. و یا قسمتی را که بر اثر آزمایش خراب شده است تعمیر کرد. همچنین باید توجه داشت که نتایج به دست آمده معرف تغییرات ضخامت پوشش در نواحی مختلف نمونه باشد.

دسته بندی روش های مختلف اندازه گیری ضخامت پوشش

روش های مغناطیسی

 ضخامت یک پوشش غیر مغناطیسی روی قطعه ای مغناطیسی و یا پوشش های الکترو لیزی نیکل را روی قطعات مغناطیسی و غیر مغناطیسی با استفاده از وسایل شامل آهنربای دائمی و یا یک الکترو مغناطیس میتوان تعیین کرد. این دستگاه با نیروی لازم برای غلبه بر جاذبه مغناطیسی بین آهنربا و فلز را اندازه گیری میکند و این نیرو تحت تأثیر پوشش قرار میگیرد و یا میزان عبور یک الگوی مغناطیسی را که از ترکیب فلزی عبور میکند اندازه گیری می کند. در موقع لازم است که کاربرد دستگاه را با استفاده از استانداردهایی که به همان صورت فلز پایه / پوشش مورد آزمایش هستند درجه بندی کنیم. دقت کار به شکل سطح پوشیده شده و به طراحی و اعمال سوزنهای مغناطیسی خاص و به فلز زمینه و خواص مغناطیسی آن بستگی دارد. بجز در مورد پوششهای بسیار نازک کمتر از ۵ میکرون دقت عمل %۱۰ است و بیشترین دامنه پوشش قابل اندازه گیری به استحکام میدان مغناطیسی بستگی دارد. این روشهای اندازه گیری ضخامت بر اساس استانداردهای ISO2361وiso2178  هستند.

روش جریان ادی (Eddy Current)

 این روش بر اساس دستگاهی است که در آن جریان ادی بر اثر اختلاف در قابلیت هدایت الکتریکی بین پوشش و فلز اصلی اندازه گیری میشود. روش ادی مخصوصاً برای اندازه گیری ضخامت پوششهای فلزی روی سطوح غیر فلزی و یا پوششهای غیر فلزی روی سطوح فلزی به کار میرود. مثلاً پوششهای اکسید آندی روی آلومینیم و یا رنگها و لاکها روی فلزات دقتی بیشتر از ۱۰%دارد. این روش را با احتیاط میتوان برای برخی از کامپوزیتهای تماماً فلزی، وقتی که قابلیت هدایت الکتریکی پوشش و فلز پایه به حد کافی با هم فرق دارد، به کار برد. لیکن در این صورت کار باید با دقت زیادی انجام شود.

اسپکترو متری با اشعه X

اگر یک کامپوزیت فلزی تحت تأثیر اشعه X قرار گیرد، طول موج اشعه ثانویه حاصل به اجزای موجود در پوشش و فلز پایه بستگی دارد. با استفاده از یک اسپکترومتر تک بلور می توان مشخصات و ویژگیهای خاص هر فلز را از روی اندازه گیری چگالی خاص آن فلز با روشهای الکترونیکی شمارش ضربان تعیین کرد. چگالی اندازه گیری شده به ضخامت پوشش بستگی دارد. دو روش برای اندازه گیری هست. در روش اول مقدار نشرخروج اشعه ثانویه فلز پوشش را اندازه میگیرند که با ازدیاد ضخامت پوشش تا میزان حدی این مقدار زیاد می شود. در روش دوم مقدار نشر از فلز پایه را اندازه گیری میکنند. این مقدار با ازدیاد ضخامت پوشش کاهش مییابد ( تا ضخامت حدی پوشش) و بعد از آن تنها یک مقدار ثابت مینیمم، زمینه اشعه پراکنده شدن از فلز پوشش اندازه گیری می شود. در هر دو روش حد ضخامتی که می توان اندازه گیری کرد به عدد اتمی فلز پوشش و منحنی های ضخامت/شدت بستگی دارد و باید دستگاه را با استانداردهای شناخته شده این روش درجه بندی کرد.

عوامل زیادی در دقت تأثیر دارند. لیکن اگر توجه بشود دقتی حدود10% می توان به دست آورد و مقدار ضخامت حدی برای نیکل ۱۰ میکرون و دامنه ماکزیمم دقت 25/0 تا 5/7 میکرون است. تمام سیستم های فلز پایه فلز پوشش به کار می روند، همچنین سیستم های چند پوششی به کار می رود. استاندارد اندازه گیری با اشعه X مطابق  ASTM B568-72 است.

اشعه بتا

در این روش مجدداً ضخامت پوشش را با استفاده از دستگاهی که در آن یک رادیوایزوتوپ اشعه های بنا را که از اتمهای پوشش برگشته اند نشر می دهد اندازه می گیرند. شدت این اشعه با عدد اتمی پوشش و با مقدار ضخامت آن تغییر می کند. شدت اشعه را با شمارنده اندازه گیری میکنند و از روی منحنی شدت/ضخامت مقدار ضخامت را تعیین می کنند. منحنی روی گراف تا یک ضخامت معینی خطی و بعد از آن لگاریتمی و پس از (ضخامت حدی) آن سهمیگون میشوند. ضخامت اشباع یا حدی با کاهش عدد اتمی پوشش زیاد می شود و برای فلزاتی نظیر طلا با (عدد اتمیزیاد) ۵۰ میکرون و برای مس (عدد اتمی کم) ۳۰۰ میکرون است. دقت کار به دستگاه و عدد اتمی فلز پوشش بستگی دارد و حداقل باید اختلاف عدد اتمی فلز پوشش و پایه ۵ باشد تا بتوان از این روش استفاده کرد. در مورد پوششهای مرکب مثل Cu Ni ، Cr که عدد اتمی آنها نزدیک به هم است فقط با این روش کل ضخامت را اندازه گیری میکنند.

میکروسکوپ نوری

 اگر یک اشعه تک رنگ از یک میکروسکوپ ابژکتیو روی یک سطح فلزی قابل انعکاس و با زاویه 45 تابیده شود و اشعه برگشتی را با یک لنز دیگر بگیرند، چگونگی اشعه های برگشتی به ناهمگنی سطح بستگی دارد. اگر بخشی از پوشش زدوده شود از روی موج برگشتی ضخامت پوشش تعیین میشود. در مورد پوشش های شفاف نظیر پوشش های غیر فلزی روپوش های اکسیدی روی آلومینیوم انعکاس از فلز پایه و پوشش است و نیاز به زدودن پوشش نیست و روش غیر مخرب است. ولی در مورد پوشش های تیره نظیر پوششهای فلزی یا پوششهای غیر فلزی رنگی باید پوشش را زدود و روش تا حدی مخرب است.

این روش را برای هر پوششی میتوان به کار برد و باید پوشش را از روی سطح فلزپایه زدود، بدون تخریب بیشتر و تا پوشش های با ضخامت تا5 میکرون قابل اجراست. میزان دقت به حساسیت دستگاه و سیستم اپتیکی بستگی دارد و حدود10% است.

تداخل سنجی

 در این روش از نوار های تداخلی حاصل بر اثر تابش نور به سطوح فلز و پوشش استفاده میشود. مقدار نوار های تداخلیX نصف طول موج نور انتخاب شده برابر ضخامت پوشش است. در این روش ضخامت 02/0 تا 10 میکرون را میتوان اندازه گیری کرد.

پروفیل سنجی

سوزن الکتریکی میزان فرورفتگی را گزارش میکند و با آمپلی فایر مستقیما خوانده میشود. ضخامت005/0 میکرون تا1 میلی متری ضخامت پوشش، با دقت  ضخامت پوشش اندازه گیری می شود.

روش های حل کردن شیمیایی

آزمایش های حل کردن شیمیایی را  به 4 گروه تقسیم میشوند؛

• حل کردن کامل پوشش و تعیین اختلاف وزن
• حل کردن پوشش از یک بخش کوچک قطعه با اعمال روش کنترل شده و اندازه گیری زمان لازم برای رسیدن به سطح فلز پایه(آزمایش BNF)
• زودن پوشش از یک سطح معلوم و اندازه گیری مقدار پوشش در محلول،با روش تجزیه ای
• با ماده ای که ایجاد گاز میکند سطح معینی از قطعه را مورد حمله قرار میدهند و از روی مقدار گاز حاصل مقدار پوشش را اندازه گیری میکنند

 درآزمایش BNF قطرات محلول را روی قطعه میریزند و انتهای آزمایش از روی تغییر رنگ مثلاً کدر شدن AI و روی (فلزپایه) و یا ظاهر شدن رنگ فلز پایه مثلاً مس میتوان تشخیص داد. از روی زمان لازم برای این تغییر رنگ و منحنی های موجود ضخامت پوشش تعیین میشوند .این آزمایش برای کادمیم کبالت مس یا ،برنز ،سرب ،نیکل ،نقره قلع یا آلیاژ قلع و روی و پوشش الکتریکی روی (Zn) بر روی فلزات پایه Al مس یا برنج فولاد و روی قابل اجراست. اگر پوشش دارای چند لایه باشد مثلاً مس نیکل کروم میتوان با اعمال محلول های مناسب در یک محل ثابت ضخامت هر کدام را تعیین کرد زمان لازم برای تعیین ضخامت یک پوشش تکی معمولاً یک تا دو دقیقه است و دقت کار ۱۵ است. به هر حال واکنش حل شدن پوشش به خلوص آن بستگی دارد و لذا نمیتوان برای پوشش هایی که با فلز زمینه لایه آلیاژی تشکیل می دهند این روش را به کار برد. در به دست آوردن نتایج دقیق برای پوشش های حاصل از حمام های با مواد آلی نظیر نیکل براق اشکالات خاصی ایجاد میشود (به دلیل مختلف بودن اثر براقی ها روی سرعت حل شدن نیکل). برای پوشش های ،کبالت ،مس نیکل از محلول فریک کلرید سولفات مس استفاده میشود. برای کادمیم و روی نیترات آمونیم اسیدی شده برای نقره محلول پتاسیم یدید / یدی و برای قلع تری کلر و استیک اسید و برای سرب استیک اسید / هیدروژن پراکسید به کار میرود. از مزایای این روش قابلیت آن برای تعیین ضخامت واقعی پوشش در یک موضع معین است در حالی که در روشهای دیگر شیمیایی متوسط در کل سطح قطعه پوشش تعیین میشود.

در روش وزنی توزینی یعنی زدودن پوشش و وزن کردن برای طیف وسیعی از فلزات پوشش به کار می رود و دقت آن ۵ است. این روش کاملا تخریب کننده است و تنها متوسط مقدار پوشش را بر روی سطح نمونه میدهد و نحوه توزیع آن را مشخص نمیکند. اصول کلی ساده است و عبارت است از توزین نمونه ای با سطح معلوم قبل و بعد شست و شو در محلول شیمیایی مناسب که به فلز پوشش حمله میکند و به فلز پایه حمله نمی کند. ماده شیمیایی یا خود باید به فلز پایه حمله نکند و یا دارای کاهش دهنده باشد که از این کار جلوگیری کند و یا خوردگی را به مقدار کمی کاهش دهد که در محاسبات منظور شود. با دانستن چگالی پوشش و سطح فلز پایه مورد آزمایش کاهش وزن بر اثر پوشش را میتوان به ضخامت تبدیل کرد. پوشش های کادمیم، قلع یا روی را میتوان در اسید کلریدریک محتوی تری اکسید آنتیموان و یا تری کلرور آن که به عنوان ممانعت کننده عمل میکند از روی فولاد زدود BS1706)). همین طور کادمیم را میتوان در محلول %۳۰ آمونیم نیترات و روی را در محلول ۵ گرم پرسولفات و cc10آمونیم هیدروکسید در cc900 آب زدود. آلیاژ نیکل – قلع را در محلول gr/it ۲۰ سود سوزآور و gr/lit ۳۰ سدیم سیانید و به طریق الکتریکی میتوان زدود و اگر این آلیاژ بر روی مس پوشش داده شده باشد می توان آن را با غوطه وری در محلول اسید فسفریک غلیظ (BS3597) زدود. پوشش های نقره را ابتدا در محلول حجمی اسید نیتریک و اسید سولفوریک می شویند تا سیاه شود، پس از آن در محلول gr/lit250 تری اکسید کروم در اسیدسولفوریک غلیظ می شویند.

روش تجزیه ای

در این روش های پوشش ها را به طریق شیمیایی از یک سطح معین میزدایند و مقداری غلظت یون فلزی را در محلول تعیین میکنند. پوشش های مسی را باید در محلول 10 گرم پر سولفات آمونیوم،cc100 هیدروکسید آمونیم و cc100 آب زدود و مقدار مس را در محلول با روش کالومتری(BS3597) تعیین کرد.

پوشش نقره را باید در مخلوطی از اسید نیتریک و سولفوریک اسید غلیظ حل کرد و بعد مقداری نقره محلول را با تیتراسیون  با محلول تیوسیانید آمونیوم(BS4290) تعیین کرد.

کالومتریک

روش کالومتریک برای تعیین ضخامت پوشش در اصل برعکس عمل نشست الکتریکی است به عبارت دیگر حل کردن آندی پوشش از یک سطح معین و اندازه گیری الکتریسیته مصرفی در این فرایند است. از روی سطح و اکی والان الکتروشیمیایی فلز مورد نظر میتوان مقدار الکتریسیته مصرفی را به ضخامت پوشش تبدیل کرد. برای به دست آوردن نتایج دقیقتر باید مطمئن بود که فرایند حل شدن در یک بازده جریان مشخص و ثابت (ترجیحاً ۱۰۰٪) صورت می گیرد و باید از الکترولیتی استفاده کرد که روئین شدن و یا پلاریزاسیون بیش از حد اثری نداشته باشد. علاوه بر آن در غیاب جریان خود الکترولیت به طریق شیمیایی به پوشش اثر نکند، همچنین لازم است سطح آندی را دقیقاً تعیین کنیم. ممکن است روش کالومتریک را در شرایطی به کار ببریم که بازده ۱۰۰ نباشد، در این صورت باید بازده جریان را به طور دقیق بدانیم و بازده ثابت باقی بماند. اگر درجه بندی انجام شود با یک نمونه با پوشش معلوم و با واکی والان الکتروشیمیایی معلوم بهتر است. تولید کنندگان آمریکایی دستگاه ضخامت سنج الکترونیکی Kocout ، پیشنهاد میکنند که اگر دستگاه را با یک نمونه معلوم درجه بندی کنیم بهتر است تا اینکه از محاسبات نظری استفاده بشود.

در یک نمونه از این دستگاه ها با بازده جریان آندی و دور تانا بانک ها در سال و با ولتاژ ۱٫۵ تا ۳٫۵ ولت، بسته به نوع فلز حل شونده، به کار می رود. ولتاژ را کمی بیشتر از ولتاژی مانت کردن م که فلز حل می شود تنظیم میکنند و تا آخر کار ثابت می ماند تا کل پوشش حل شود و موقعی که بر اثر تغییر لایه زیرین در ولتاژ اعمالی تغییر حاصل می شود یعنی آزمایش پایان یافته و یک رله جریان را قطع میکند. کالومترهای کاملتر دارای گزارشگرند و مقدار کولمب مصرفی را در حین حل شدن پوشش ضبط می کنند، که با ضرب آن در یک عدد ثابت مربوط به پوشش ضخامت تعیین می شود. در مدلهای جدیدتر این دستگاهها، مستقیماً ضخامت پوشش را بر حسب واحد اختیاری بر اساس دقت دستگاه اندازه می گیرند. سل از لوله فولادی زنگ نزن با قطر ۲۵mm در ۴۰mm طول از جنس ماده ای با پایه پلاستیک انعطاف پذیر یک دریچه مدور به قطر ۵mm در مرکز ساخته شده است. دیواره سل فولاد زنگ نزن کاند است و قطعه ای که به طریق الکتریکی وصل میشود نقش آند را دارد. با نگهداری سل در محل و استفاده مناسب از محلولهای مختلف الکترولیت برای فلزات مختلف ضخامت هر یک از لایه های پوشش را میتوان تعیین کرد. ضخامت پوششهای کادمیم کروم ،مس، سرب ،نیکل نقره قلع و روی را می توان روی قطعات مختلف و حتی روی پلاستیکها تعیین کرد. دقت کار ۱۰ است با دامنه ۰٫۲ تا ۵۰ میکرون، میتوان این روش را برای اندازه گیری پوششهای ضخیم تر نظیر کروم سخت نیز به کار برد. ولی در این صورت باید به طور متناوب محلول را در سل عوض کرد، همچنین به علت اثرات دیواره پوشش اطراف نواحی حل شده در واکنش شیمیایی تا حدودی خطا در نتیجه حاصل می گردد.

 این روش مخرب است و روی یک سطح کوچک اعمال میشود. ولی ضخامت به دست آمده نیز مربوطه به همان نقطه است و میتوان اگر شکل  قطعه هندسی باشد در نقاط مختلف آن این کار را انجام داد. اندازه گیری ضخامت در یک نقطه فقط چند دقیقه طول میکشد، این روش مطابق استانداردISO2177 می باشد.

روش مقطع میکروسکوپی

اندازه گیری مستقیم ضخامت پوشش زیر میکروسکوپ برای نمونه مانت شده و صیقل کاری شده، روشی است که معمولاً قابل اجراست. به شکل قطعه و پوشش آن بستگی ندارد و می توان با دقت لایه های آلیاژی بین فلز و پوشش و ضخامت آنها را تعیین کرد. از آنجا که اندازه گیری از طریق مشاهده مستقیم است این روش غالباً برای مقایسه و در صورت وجود اختلاف بین تولید کننده و مشتری انجام میشود و غالباً برای بررسی دقت روشهای غیر مخرب است.

با استفاده از روشهای معمولی مانت کردن و صیقل کاری و میکروسکوپ نوری می توان ضخامت را با دقت ۱ میکرون تعیین کرد لیکن با استفاده از روش Taper Section برای مانت کردن میتوان ضخامت را با دقت ۰/۱ تا ۱ میکرون اندازه گرفت. با میکروسکوپ الکترونی حتی لایه های نازکتر را نیز می توان اندازه گیری کرد. باید دقت کرد که در موقع تهیه بریدن و مانت کردن نمونه پوشش کنده نشود و تغییر شکل ندهد و لبه واقعی دیده شود. اغلب مفید است که قبل از بریدن نمونه، پوشش را با یک پوشش اضافی دیگر از برخی فلزات حمایت کنیم. این عمل خصوصاً برای پوششهای بسیار نازک لازم است پوششهایی که باید روش Taper Section به کار رود و برای پوششهای ترد نیز به کار می رود. علاوه بر تعیین ضخامت اطلاعات زیاد دیگری نیز از روش مطالعه میکروسکوپی مقطع پوشش به دست میآید از جمله میزان و نوع لایه های آلیاژی ساختار پوشش، وجود تخلخل و ناخالصیها را می توان به سهولت مطالعه کرد. الگوی ترکها در کروم با ترکهای مویی و میزان حفره ها در کروم با حفره های میکروسکوپی این پوششها را از پوشش کروم عادی یا کروم بدون ترک مشخص میکند. همچنین ساختار میکروسکوپی لایه لایه نیکل براق از حمامهای آلی در مقایسه با ساختار ستونی نیکل مات مشخص میشود. وجود تنش در پوشش و نواحی معیوب از نظر چسبندگی و سختی پوشش را میتوان با روشهای میکروهاردنس تعیین کرد. با مطالعه میکروسکوپی قطعات پوشش شده بعد از آزمایشهای خوردگی یا خوردگی در حین کار میتوان به سهولت دلایل شکست و نابودی قطعات را تعیین کرد.

تخلخل پوشش

وجود حفره و تخلخل در پوشش مقاومت آن را در برابر خوردگی به شدت تحت تأثیر قرار می دهد. معمولاً حفره ها برای ظاهر قطعه زیان آورند لیکن در برخی از کاربردها مثلاً کروم با ترک های مویی و یا حفره های میکروسکوپی باید حفره ها الگوی مشخصی داشته باشند تا سیستم به طور صحیح حفاظت شود. در هر حال انجام آزمایشی برای تعیین چگونگی توزیع ناپیوستگی ها و حفره ها در پوشش از نظر کنترل کیفیت بسیار مفید است. آزمایش های استاندارد متعددی وجود دارد که اکثر آنها آزمایش های خوردگی تسریع شده هستند و در حفره ها محصولی رنگی بر اثر خوردگی فلز پایه ایجاد میکنند. به هر حال آزمایش های اندازه گیری تخلخل را باید با احتیاط انجام داد. زیرا وجود محصولات خوردگی پس از این آزمایش حتماً دال بر وجود حفره باز قبل از انجام آزمایش نیست. و ممکن است به طور موضعی در نقاطی که پوشش آنها نازک است و این ضخامت در حین سرویس کافی است، در آزمایش های تسریع شده خوردگی حفره ایجاد شود.

چسبندگی پوشش

در اکثر پوشش ها پیوند شیمیایی یا متالورژیکی بین پوشش و فلز پایه استحکام کافی دارد. ولی در پوشش هایی که با روش پاششی ایجاد میشوند پیوند ضعیف و به صورت فیزیکی است و چسبندگی ناشی از قفل مکانیکی بین سطوح زبر فلز پایه و پوشش است. لازم به ذکر است که در پوششهای فلزی روی پلاستیک ها یک پیوند ضعیف فیزیکی شیمیایی وجود دارد و نیز در برخی از رسوب های شیمیایی و اکثر رسوب های شیمیایی غیر فعال کننده فقط پیوند شیمیایی ضعیفی حاصل میشود. در هر حال چسبندگی پوشش فلزی به فلز پایه بر اثر نادرست بودن عملیات آماده سازی و یا عملیات اعمال پوشش به شدت تحت تأثیر قرار میگیرد. و باید آزمایشات چسبندگی پوشش انجام شود تا این موارد و بی نظمیها مشخص شود. به علت اشکالاتی که در عمل برای اندازه گیری چسبندگی وجود دارد اکثر این آزمایشها تجربی و به صورت غیر مخرب اند. فقط وقتی آزمایشات تخریبی انجام میشود که چسبندگی ناکافی باشد. آزمایشات زیر را میتوان به کار برد.

استحکام پوشش

آزمایش تعیین استحکام پوشش و نیز انعطاف پذیری آن را می توان با استفاده از دستگاه کشش معمولی و کشیدن نمونه تا تخریب انجام داد. ممکن است پوشش از زمینه جدا شود و یا پوشش روی قطعه ای با استحکام و انعطاف پذیری بیشتری از پوشش اعمال شده باشد. وقتی می توان از وسایل معمولی آزمایش های مکانیکی برای تعیین خواص پوشش استفاده کرد که نمونه های جدا شده به کار بروند. ولی وقتی که پوشش روی یک ماده زمینه قوی تر آزمایش می شود لازم است سطوح تنشی که در آن پوشش میشکند ثبت شود اگر چه هنوز قطعه اصلی سالم است.

سختی پوشش

 فلز پوشش را میتوان با روش های معمول سختی سنجی نظیر ویکرز یا برینل اندازه گیری کرد. لیکن نتایج حاصل فقط وقتی معتبر است که ضخامت پوشش بیش از حد بحرانی باشد و این امر به سختی پوشش مورد بررسی بستگی دارد. در ضخامت های کمتر از حد بحرانی مقدار سختی اندازه گیری شده معرف سختی مجموعه پوشش و فلز پایه میباشد و لازم است که سختی پوششهای نازکتر را با روش میکروسختی اندازه گرفت و روی مقاطع و سطوح صیقلی کار کرد. در این صورت ممکن است که سختی اجزای مختلف پوشش های آلیاژی و کامپوزیت و چند لایه ای را مجزا اندازه گیری کرد. ولی باید دقت کرد که مقادیر اندازه گیری شده به قدر کافی دور از لبه هر پوشش و یا هر جزء از سیستم باشد تا خطای ناشی از لبه وارد محاسبات نشود. باید همواره به خاطر داشت که میکرو سختی ضرورتاً با سختی حجم فلز مساوی نیست اگر چه در عمل اختلاف بین این دو ناچیز است.

مقاومت سایشی پوشش

 ممکن است پوشش هایی که در اهداف مهندسی به کار میرود به آزمایش در مقابل سایش نیاز داشته باشند. تقریباً تمام آزمایش های مقاومت در برابر سایش که معمولاً عبارت اند از اندازه گیری میزان تخریب بر اثر ساییدن با نیروی معین به وسیله سطح مشخص است و نتایج مقایسه ای و تجربی است. بنابراین باید زبری قطعه را با قطعات شناخته شده و وضع مطلوب مقایسه کرد یا در محل کار آزمایش هایی انجام داد و این آزمایش ها را میتوان با شرایط تسریع شده سریعتر کرد. نظیر دیگر آزمایش های تسریع شده نتایج را باید با دقت و احتیاط تحلیل کرد و شرایط واقعی سرویس در نظر گرفت.