重量和克重测量

内容概述

目录

涡流法涂层重量测量

导电涂层的重量通常通过非接触式涡流薄膜传感器进行测量。该技术通过在导电涂层中感应涡流,使其产生电磁场(EMF),该电磁场可由EMF检测器或涡流传感器直接测量。 所获信号与材料用量相关,而材料用量又与涂层重量成正比。该方法作为"切片法"的替代方案,具有非破坏性特点,无需样品制备即可测得导电材料重量。其优势包括:

基于重量的薄膜与材料描述术语

不同行业根据沉积工艺和基材,使用不同的术语来描述单位面积的重量。这些术语包括:

重量单位

尽管克重术语各不相同,它们都描述了单位面积内添加材料的重量。 这种描述方式历史悠久,自天平问世数千年来便沿用至今。它属于物理量范畴,其计量单位为[质量]的[长度]次方。最常见的计量单位包括:g/m²(克每平方米)、kg/m²(千克每平方米)、oz/ft²(盎司每平方英尺)或oz/yd²(盎司每平方码)。

重量测量技术

破坏性的"切片法"被应用于多个行业领域。该方法从待测材料的一个或多个位置取下尺寸约为100平方毫米的切片。在某些情况下,若仅需测定材料特定部分的重量,则通过化学分离或清洗工艺进行分离,并在分离前后分别测量样品重量。

无损检测方法通过绝对厚度测量(例如激光三角测量、共聚焦显微镜或近红外吸收法)实现厚度与重量的关联。另一种技术采用基于β射线透射的设备,此类设备需投入大量资本支出(CAPEX)并采取相应安全措施。最优解决方案取决于材料特性(电学、光学及X射线吸收特性)。具体技术选型将在厚度测量章节中详述。

沉积工艺与测量位置

涂层工艺根据应用场景及需求,可采用真空、大气等离子或湿法工艺。特别是湿法工艺(如狭缝模头涂布、刮刀涂布、浆料涂布或旋涂)需监测面积重量或涂层重量,以最终实现电学、离子或机械性能目标。 工艺运行模式涵盖卷对卷(R2R)与片对片(S2S)。基材涵盖纸张、织物与非织造布、薄膜、聚合物或塑料、玻璃及金属片材。面积重量测量在关键制造步骤之后或步骤间进行,工艺可能包含涂覆、干燥或压延工序。

用于重量和克重测量的测试设备

工业与研发实验室根据每日测量样本数量、测量点密度及自动化程度存在不同需求。因此,通常应用四种关键测试类型:

  • 手持式
  • 实验室 / 台式
    • 单点
    • 成像
  • 内嵌式 / 工具集成式
    • 内嵌式静态单/多传感器
    • 内联遍历
    • 机器人/工具集成