Current State and Prospects for Improving Metrological Support in the Field of Measuring the Thickness of Coatings Using the X-ray Fluorescence Method

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The authors were prompted to discuss the practice of using the X-ray fluorescence for measuring coating thickness in the scientific community by the high demand for the method, which is constantly growing in the Russian Federation as the high-tech sector of mechanical engineering, instrument making and electronics develops in the country.The review presented in the article can predetermine the prospects for improving the metrological support of the X-ray fluorescence spectrometry and, more broadly, in the field of non-destructive measurements of coating thickness in general. The authors collected and systematized bibliographic material on types of coatings, methods of their application, advantages and limitations of non-destructive measurements of coating thickness. Based on these data, questions are formulated that can provide direction for scientific research aimed at developing non-destructive methods for testing coating thickness.The published material is addressed primarily to metrologists providing control in this area and manufacturers of instruments and means for monitoring the quality of coatings. The authors allow the development of the discussion taking into account the opinion and experience of using non-destructive testing of coating thickness in the conditions of the current production.

About the authors

M. V. Shipitsyna

UNIIM – Affiliated Branch of the D. I. Mendeleyev Institute for Metrology

Email: ShipitsynaMV@uniim.ru
ORCID iD: 0000-0002-9203-9994

A. E. Tyurnina

UNIIM – Affiliated Branch of the D. I. Mendeleyev Institute for Metrology

Email: turninaae@uniim.ru
ORCID iD: 0000-0002-2032-3427

References

  1. Потапов А. И., Сясько В. А. Неразрушающие методы и средства контроля толщины покрытий и изделий. Научное, методическое и справочное пособие. СПб., 2009. 904 с.
  2. Козлов Д. Ю. Руководство для подготовки инспекторов по визуальному и измерительному контролю качества окрасочных работ. Екатеринбург : ООО «ИД «Оригами», 2009. 202 с.
  3. Голубев С. С., Смирнова Н. И. Метрологическое обеспечение бесконтактных методов измерения толщины покрытий // Технологии НК. 2017. Т. 20, № 1. С. 10–13.
  4. Голубев С. С., Бабаджанов Л. С., Бабаджанова М. Л. Структура и содержание метрологического обеспечения оценки соответствия характеристик при контроле качества покрытий // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83, № 4. С. 71–74.
  5. Бабаджанов Л. С., Бабаджанова М. Л. Метрологическое обеспечение измерений толщины покрытий. Теория и практика. М. : ИПК Издательство стандартов, 2004.
  6. Зенин Б. С., Овечкин Б. Б. Современные технологии модифицирования поверхности и нанесения покрытий: учебное пособие. Томск : Томский политехнический университет, 2008. 75 с.
  7. Исследование плотности наносимого функционального покрытия плазменным напылением с использованием методологии многофакторного эксперимента / С. Ю. Жачкин// Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2022. № 24. С. 63–71.
  8. Козенков О. Д., Пташкина Т. В., Косилов А. Т. Плотность и микротвердость композиционных покрытий, содержащих углеродные наноматериалы // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2015. Т. 11, № 1. С. 56–60.
  9. Status quo und trends der galvanotechnik / T. Lampke// Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 2008. Vol. 39, № 1. P. 52–57. https://doi.org/10.1002/mawe.200700241
  10. The current distribution in electrochemical cells // Fundamental Aspects of Electrometallurgy. Boston, MA: Springer, 2005. P. 101–143. https://doi.org/10.1007/0-306-47564-2_4
  11. Electroplating for decorative applications: recent trends in research and development / W. Giurlani// Coatings. 2018. Vol. 8, № 8. P. 260. https://doi.org/10.3390/coatings8080260
  12. Наумчик И. В., Шевченко А. В., Алексеев К. В. Неразрушающий контроль толщины покрытий // Фундаментальные исследования. 2015. № 12–5. C. 935–939.
  13. Scialla E., Brocchieri J., Sabbarese C. Comparison of different methodologies for estimating gold thickness in multilayer samples using XRF spectra // Applied Radiation and Isotopes. 2023. Vol. 191. P. 110517. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2022.110517
  14. Measuring the thickness of metal coatings: a review of the methods / W. Giurlani// Coatings. 2020. Vol. 10, № 12. P. 1211. https://doi.org/10.3390/coatings10121211
  15. Thickness determination of metal multilayers by ED-XRF multivariate analysis using Monte Carlo simulated standards / / W. Giurlani// Analytica Chimica Acta. 2020. Vol. 1130. P. 72–79. https://doi.org/10.1016/j.aca.2020.07.047
  16. Васильев А. С. Исследование, разработка и внедрение методик определения поверхностной плотности и массовой доли элементов для многослойных и многокомпонентных покрытий рентгенофлуоресцентным методом // Эталоны. Стандартные образцы. 2024. Т. 20, № 2. С. 99–114. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2024-20-2-99-114
  17. Revenko A. G., Tsvetyansky A. L., Eritenko A. N. X-ray fluorescence analysis of solid-state films, layers, and coatings // Radiation Physics and Chemistry. 2022. Vol. 197. P. 110157. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2022.110157
  18. Ревенко А. Г., Пашкова Г. В. Рентгенофлуоресцентный анализ: современное состояние и перспективы развития // Журнал аналитической химии. 2023. Т. 78, № 11. C. 980-1001. https://doi.org/10.31857/S0044450223110130
  19. Казанцев В. В., Медведевских С. В., Васильев А. С. Государственный первичный эталон единиц поверхностной плотности и массовой доли элементов в покрытиях ГЭТ 168-2015 // Измерительная техника. 2018. № 9. С. 17–19. https://doi.org/10.32446/0368-1025it-2018-9-17-19
  20. Kazantsev V., Hoffmann K-P. Final report on CCL supplementary comparison COOMET 527/Ru/11 COOMET.L-S16 // Metrologia. 2015. Vol. 52, № 1A. P. 04001. https://doi.org/10.1088/0026–1394/52/1A/04001
  21. Dimple grinding coupled with optical microscopy for porosity analysis of metallic coatings / H. Hu// Micron. 2024. Vol. 178. P. 103593. https://doi.org/10.1016/j.micron.2024.103593
  22. Соколовский С. С., Астапович О. С. Выбор метода и средств измерений плотности пористых композиционных материалов с открытыми порами // Приборостроение – 2019: материалы 12-й Международной научно-технической конференции, Минск, 13–15 ноября 2019 года. Минск : Белорусский национальный технический университет, 2019. C. 228–229.
  23. Сильченко О. Б., Силуянова М. В., Хопин П. Н. Исследование плотности и пористости покрытий из керамополимеров или композиционных материалов с квазикристаллами, полученных газодетонационным методом и методом газодинамического напыления // Вестник Брянского государственного технического университета. 2020. № 7. С. 4–11.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).