nanocoat表面清洁度检测仪原理介绍

发布日期：2022-10-25 浏览次数：445

nanocoat表面清洁度检测仪原理介绍

使用振动电容法（开尔文探针）对通过电晕放电放置在固体表面上的电荷引起的表面电位变化进行非接触测量，定量测量金属等基材表面的污染程度评估。

测量可以在几分钟内完成，因此它不仅可以用于清洁工艺开发，还可以用于生产线上零件的表面清洁度控制。

由于表面电位衰减曲线取决于薄膜的电性能和膜厚，因此也可以用来控制绝缘体薄膜的厚度、金属表面氧化层的厚度以及DLC薄膜的质量控制。

测定原理

步骤1（初始表面电位 Vi 测量）

镀金电极（直径约6 mm）在距测量表面数毫米的距离处振动，并通过振动电容法测量表面电位。
振动电极称为开尔文探针。
首先，测量测量表面的初始电位Vi。初始电位基本上取决于测量表面上的金属元素（标准氧化还原电位、反应层等）。

第2步（电晕放电+充电应用）

测量初始电位Vi 后，电晕放电头移动到测量表面的前面，对针电极施加数 kV 的高电压，在大气中产生电晕放电。由放电电离的等离子体通过网格将正离子提供给样品表面。通过调整样品电流和放电暴露时间来控制电荷量。这类似于复印机中附着墨粉的原理。

第3 步（表面电位 V(t) 跃迁测量）

在电晕放电完成施加电荷后，开尔文探针再次移动到测量表面的前面，并在给定的过渡时间内测量表面电位V(t)。由于正电荷转移导致的表面电势偏移 dV0 对于清洁的金属表面为负，而对于绝缘污垢和氧化层为正（见图 1）。对于数据分析，使用了表面电位图（见图 2），其中 X 轴上的表面电位偏移 dV0 和 Y 轴上的初始表面电位 Vi。





（图1）铜板表面电位过渡曲线（φ30x1mmt）Vi：初始表面电位
V(0)：施加电荷后立即的表面电位 Vend：最终表面电位

表面电位偏移dV0 = V(0) - Vi
表面电位变化dV = Vend - V(0)=（图2）铜板表面电位图（φ30 x 1mmt）在图 1 的铜例子中，用脏丙酮清洗的样品表面有一层污染层，因此电晕放电赋予的正电荷不会立即泄漏，因此 V(0) 向正侧移动，然后逐渐衰减回 Vi。

另一方面，将样品浸入Nital（3%酒精硝酸）中后，用水洗涤，用暖风干燥，可以看到V(0)向负侧移动的现象。虽然这种电子转移的机制尚不清楚，但它被认为与由于光刺激而从表面发射的光电子量越多，表面越清洁这一事实。