ปัจจัยที่ส่งผลต่อความหนาของชั้นเคลือบโลหะและออกไซด์จากการตรวจสอบภาคตัดขวางด้วยกล้องจุลทรรศน์

ภายใต้สภาวะที่ดี เมื่อใช้กล้องจุลทรรศน์ จะสามารถให้ความแม่นยำในการวัดสัมบูรณ์ได้ 0.8 μm ซึ่งจะกำหนดความเหมาะสมของวิธีการวัดความหนาของชั้นเคลือบที่บาง

1 ความหยาบของพื้นผิว—หากชั้นเคลือบหรือวัสดุรองมีพื้นผิวขรุขระ ขอบเขตหนึ่งหรือทั้งสองด้านของภาคตัดขวางของชั้นเคลือบอาจไม่สม่ำเสมอเกินไปที่จะวัดได้อย่างแม่นยำ

2 ความเอียงของภาคตัดขวาง—หากระนาบของภาคตัดขวางไม่ตั้งฉากกับระนาบของชั้นเคลือบ ความหนาที่วัดได้จะมากกว่าความหนาจริง ตัวอย่างเช่น การเอียง 10° กับแนวตั้งฉากจะทำให้เกิดข้อผิดพลาด 1.5 %

3 การเสียรูปของชั้นเคลือบ—การเสียรูปของชั้นเคลือบที่ส่งผลเสียอาจเกิดจากอุณหภูมิหรือแรงกดที่มากเกินไปในระหว่างการเตรียมและการติดตั้งภาคตัดขวางของ

ชั้นเคลือบที่อ่อนนุ่มหรือชั้นเคลือบที่หลอมละลายที่อุณหภูมิต่ำ และยังเกิดจากการขัดถูวัสดุที่เปราะมากเกินไปในระหว่างการเตรียมภาคตัดขวาง

4 การโค้งมนของขอบชั้นเคลือบ—หากขอบของภาคตัดขวางของชั้นเคลือบโค้งมน กล่าวคือ หากภาคตัดขวางของชั้นเคลือบไม่เรียบสนิทจนถึงขอบ ความหนาจริงจะไม่สามารถสังเกตเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ การโค้งมนของขอบอาจเกิดจากการติดตั้ง การเจียร การขัดเงา หรือการกัดที่ผิดพลาด โดยปกติจะลดลงโดยการเคลือบชิ้นงานทดสอบเพิ่มเติมก่อนการติดตั้ง

5 การเคลือบเพิ่มเติม—การเคลือบชิ้นงานทดสอบเพิ่มเติมจะช่วยปกป้องขอบของชั้นเคลือบในระหว่างการเตรียมภาคตัดขวาง และป้องกันการวัดที่ผิดพลาด การกำจัดวัสดุเคลือบในระหว่างการเตรียมพื้นผิวสำหรับการเคลือบเพิ่มเติมอาจทำให้การวัดความหนาต่ำเกินไป

6 การกัด—การกัดที่เหมาะสมจะทำให้เกิดเส้นสีดำที่ชัดเจนและแคบที่ขอบเขตระหว่างโลหะสองชนิด การกัดที่มากเกินไปจะทำให้เกิดเส้นที่ไม่ชัดเจนหรือกว้าง ซึ่งอาจส่งผลให้การวัดผิดพลาด

7 การเปรอะเปื้อน—การขัดเงาที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้โลหะหนึ่งเปรอะเปื้อนไปบนโลหะอีกชนิดหนึ่ง ทำให้ขอบเขตที่แท้จริงระหว่างโลหะทั้งสองถูกบดบัง ขอบเขตที่ปรากฏอาจไม่ชัดเจนหรือไม่สม่ำเสมอมากแทนที่จะเป็นเส้นตรงและชัดเจน

เพื่อยืนยันว่าไม่มีการเปรอะเปื้อน ควรวัดความหนาของชั้นเคลือบและทำซ้ำการขัดเงา การกัด และการวัดความหนา การเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในความหนาที่ปรากฏบ่งชี้ว่าอาจมีการเปรอะเปื้อนเกิดขึ้นระหว่างการวัดครั้งใดครั้งหนึ่ง

8 กำลังขยาย—สำหรับความหนาของชั้นเคลือบใดๆ ข้อผิดพลาดในการวัดโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นเมื่อกำลังขยายลดลง

หากเป็นไปได้ ควรเลือกกำลังขยายเพื่อให้มุมมองอยู่ระหว่าง 1.5 ถึง 3 เท่าของความหนาของชั้นเคลือบ

9 การสอบเทียบไมโครมิเตอร์บนแท่น—ข้อผิดพลาดใดๆ ในการสอบเทียบไมโครมิเตอร์บนแท่นจะสะท้อนในการวัดชิ้นงาน ข้อผิดพลาดหลายเปอร์เซ็นต์ไม่ใช่เรื่องที่ไม่สมจริง เว้นแต่ว่าสเกลได้รับการสอบเทียบหรือได้รับการรับรองจากผู้จำหน่ายที่เชื่อถือได้ ระยะห่างระหว่างเส้นสองเส้นของไมโครมิเตอร์บนแท่นที่ใช้ในการสอบเทียบจะต้องทราบภายใน 0.2 μm หรือ 0.1% แล้วแต่ว่าค่าใดจะมากกว่า หากไมโครมิเตอร์บนแท่นไม่ได้รับการรับรองความแม่นยำ ควรทำการสอบเทียบ วิธีการสอบเทียบที่น่าพอใจโดยทั่วไปคือการสมมติว่าความยาวที่ระบุของสเกลเต็มนั้นถูกต้อง วัดแต่ละส่วนย่อยด้วยฟิลาร์ไมโครมิเตอร์ และคำนวณความยาวของแต่ละส่วนย่อยโดยการสัดส่วนอย่างง่าย

10 การสอบเทียบไมโครมิเตอร์ตาเลนส์:

10.1 โดยทั่วไป ฟิลาร์ไมโครมิเตอร์ตาเลนส์จะให้วิธีการที่น่าพอใจที่สุดในการวัดชิ้นงาน การวัดจะมีความแม่นยำไม่เกินการสอบเทียบของตาเลนส์ เนื่องจาก การสอบเทียบขึ้นอยู่กับผู้ปฏิบัติงาน ตาเลนส์จะต้องได้รับการสอบเทียบโดยผู้ที่ทำการวัด

10.2 การสอบเทียบซ้ำของไมโครมิเตอร์ตาเลนส์สามารถคาดหวังได้ว่าจะมีค่ากระจายตัวน้อยกว่า 1 %

10.3 ไมโครมิเตอร์ตาเลนส์แบบแยกภาพบางชนิดมีความไม่เป็นเชิงเส้นซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้ถึง 1 % สำหรับระยะทางการวัดสั้นๆ

11 การจัดแนว—ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นจากระยะคลอนในการเคลื่อนที่ของไมโครมิเตอร์ตาเลนส์ หากการเคลื่อนที่ครั้งสุดท้ายในการจัดแนวเส้นเล็งทำในทิศทางเดียวกัน ข้อผิดพลาดนี้จะถูกกำจัดออกไป

12 ความสม่ำเสมอของกำลังขยาย—เนื่องจากกำลังขยายอาจไม่สม่ำเสมอทั่วทั้งสนาม ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นหากทั้งการสอบเทียบและการวัดไม่ได้ทำในส่วนเดียวกันของสนาม โดยมีขอบเขตที่วัดได้อยู่ตรงกลางรอบแกนแสง

13 คุณภาพเลนส์—การขาดความคมชัดของภาพทำให้เกิดความไม่แน่นอนในการวัด เลนส์คุณภาพต่ำอาจทำให้ไม่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ บางครั้งความคมชัดของภาพสามารถปรับปรุงได้โดยใช้แสงสีเดียว

14 ทิศทางของตาเลนส์—การเคลื่อนที่ของเส้นเล็งของตาเลนส์สำหรับการจัดแนวจะต้องตั้งฉากกับขอบเขตของภาคตัดขวางของชั้นเคลือบ ตัวอย่างเช่น การวางแนวผิดพลาด 10° จะทำให้เกิดข้อผิดพลาด 1.5 %

15 ความยาวท่อ—การเปลี่ยนแปลงความยาวท่อของกล้องจุลทรรศน์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงกำลังขยาย และหากการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นระหว่างเวลาของการสอบเทียบและเวลาของการวัด การวัดจะผิดพลาด

การเปลี่ยนแปลงความยาวท่ออาจเกิดขึ้นเมื่อมีการจัดตำแหน่งตาเลนส์ใหม่ภายในท่อ เมื่อมีการปรับโฟกัสของท่อตาเลนส์ และสำหรับกล้องจุลทรรศน์บางชนิด เมื่อมีการปรับโฟกัสละเอียด หรือ

ระยะห่างระหว่างรูม่านตาสำหรับกล้องสองตาถูกเปลี่ยนแปลง