膜厚はどのように測定しますか？正確な結果を得るための適切なゲージの選び方

簡単に言えば、膜厚の測定には非破壊式の電子ゲージが最も一般的に使用されます。この装置はプローブを使用し、表面に置くと、プローブの先端とコーティングの下にある基材との間の距離を計算します。使用される特定の技術は、測定される材料の種類に完全に依存します。

測定方法を選択する上で重要な要素は、基材、つまりコーティングの下の表面の材料です。鋼鉄のような磁性金属にはある種類のゲージが使用され、アルミニウムのような非磁性金属には別の種類のゲージが必要です。

非破壊測定の原理

現代の電子膜厚計は高速で正確、そして信頼性がありますが、それぞれ異なる物理原理に基づいて動作します。正確な測定結果を得るためには、どれを使用すべきかを理解することが不可欠です。

磁気誘導法（強磁性基材用）

この方法は、鋼鉄や鉄のような強磁性基材上の非磁性コーティングを測定するために使用されます。

ゲージのプローブは一定の磁場を生成します。コーティングされた表面に置かれると、コーティング層の厚さがこの磁場を変化させます。ゲージはこの変化を正確に測定し、厚さの読み取り値に変換します。

渦電流法（非鉄基材用）

この技術は、アルミニウム、銅、真鍮のような非鉄導電性基材上の非導電性コーティングを測定するために使用されます。

プローブは高周波の交流電気信号を生成し、これが金属基材に渦巻く電流（渦電流）を誘導します。プローブと基材の間の距離（すなわち膜厚）は、これらの電流の大きさに直接影響します。ゲージはこの効果を測定して厚さを計算します。

コンビネーションプローブ

多くの現代のゲージは、磁気誘導と渦電流の両方の原理を使用できるプローブを備えた「コンボ」ユニットです。この装置は基材の種類を自動的に検出し、正しい測定方法を適用します。

トレードオフを理解する

電子ゲージは強力ですが、その精度は適切な使用と限界の認識に依存します。

校正は必須

ゲージの読み取り値は、その校正の質に左右されます。信頼性の高い結果を得るには、測定する予定の特定の未コーティング基材上で、既知の厚さ標準（シム）を使用して装置を校正する必要があります。これにより、材料固有の磁気的または導電的特性が考慮されます。

表面状態は重要

測定される表面は清潔で比較的滑らかでなければなりません。破片、ほこり、および著しい表面の粗さはプローブを持ち上げ、不正確に高い読み取り値につながる可能性があります。

形状による干渉

鋭いエッジや著しい曲面で測定された値は、平坦な表面での測定値よりも精度が低い場合があります。プローブが正しく機能するためには、部品と完全に安定して接触する必要があります。

コーティング層の区別

標準的なゲージは、プローブから基材までの総膜厚を測定します。プライマー、ベースコート、クリアコートなどの個々の層を区別することはできません。そのためには、より高度な方法が必要です。

目標に合った適切な選択をする

正しいアプローチの選択は、関与する材料と必要な精度レベルに完全に依存します。

• 鋼製車体上の塗装を測定することが主な目的の場合： 磁気誘導原理を使用するゲージが必要です。
• アルミニウム部品上の粉体塗装やアルマイト処理を測定することが主な目的の場合： 渦電流原理に基づくゲージを使用する必要があります。
• 高価値部品の重要なコーティングを検証する必要がある場合： 電子ゲージの読み取り値を、サンプルを切断、研磨し、顕微鏡下で測定する破壊的断面分析で補完し、究極の精度を確保します。
• CVDなどのプロセスによるナノスケール膜を扱う場合： 標準的な電子ゲージはこれらの極めて薄い層向けに設計されていないため、特殊な計測ツールが必要になります。

最終的に、測定技術を特定のコーティングと基材に合わせることが、正確で再現性のある結果を得るための鍵となります。

要約表：

測定方法	最適な基材	原理
磁気誘導法	強磁性体（例：鋼鉄、鉄）	非磁性コーティングによる磁場の乱れを測定します。
渦電流法	非鉄導電性（例：アルミニウム、銅）	誘導電流に対する膜厚の影響を測定します。
コンビネーションゲージ	強磁性体および非鉄導電体の両方	正しい方法（磁気誘導法または渦電流法）を自動的に選択します。

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