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我們的生活被各種各樣產(chǎn)品包圍，無(wú)論是為了裝飾還是功能性目的，都涂有涂料;：從繪畫(huà)和油漆，到粘合或保護(hù)涂層，再到光學(xué)、催化或絕緣涂層。 在所有這些涂料中，磷酸鹽轉(zhuǎn)化涂層起著重要作用，特別是在汽車工業(yè)中：它們用于耐腐蝕性和潤(rùn)滑性。 由于這些涂料用于關(guān)鍵部件，涂層工藝必須經(jīng)過(guò)*的質(zhì)量檢查。 這些檢查包括涂層形態(tài)分析以及覆蓋率的分析。 在這篇博客中，將描述和分析自動(dòng)化工具與掃描電鏡（SEM）的結(jié)合如何幫助檢查磷酸鹽涂料質(zhì)量。

磷酸鹽轉(zhuǎn)化涂料

涂料不僅用作裝飾，如油漆飾面，大多數(shù)時(shí)候都有特定的功能性作用。 涂料可以： 

· 作為粘合劑，

· 具有光學(xué)，電學(xué)或磁學(xué)性質(zhì)，  

· 具有催化或光敏性，例如用于制造感光膠片。

其中防護(hù)涂層是用量zui大的涂層之一，從絕緣到防水，再到耐磨和抗腐蝕。涂層的加工工藝多種多樣，有化學(xué)氣相沉積，物理氣相沉積，噴涂或化學(xué)和電化學(xué)技術(shù)（如電鍍）等。

在這些廣泛的功能性材料和涂層技術(shù)中，我們將注意力集中在磷酸鹽轉(zhuǎn)化涂層 。 這些通常用于汽車工業(yè)，并作為鋼部件的保護(hù)層，防止腐蝕并提供潤(rùn)滑性。 這類涂層的主要類型是錳，鐵和鋅。 將部件浸入含有磷酸的溶液中，通過(guò)一些特定的化學(xué)反應(yīng)使得結(jié)晶的鋅，錳或磷酸鐵層在部件表面生長(zhǎng)。  由于涂層部件都具有非常關(guān)鍵使用功能，涂層工藝必須經(jīng)過(guò)全面的質(zhì)量檢查以確保涂層的性能。 質(zhì)量檢查包括涂層形態(tài)分析和覆蓋率百分比。進(jìn)行這種分析的其中一種方法是使用掃描電鏡（SEM）。

SEM如何幫助實(shí)現(xiàn)涂層工藝質(zhì)量控制檢查

掃描電鏡（SEM）是轉(zhuǎn)化涂層質(zhì)量檢測(cè)和晶體形態(tài)分析的理想選擇。 此外，由于磷酸鹽涂層和鋼之間的元素原子序數(shù)差異，使用背散射檢測(cè)器（BSE）進(jìn)行成像是分析樣品涂層覆蓋度的*技術(shù)。  

由于鋼是鐵的合金，因此其元素具有比磷酸鹽涂層更高的原子序數(shù)，所以在背散射圖像中看起來(lái)更亮。圖1顯示了一個(gè)帶有彩色EDX圖的BSE圖像，其中黃色區(qū)域由鐵組成，而淺藍(lán)色是鋅。背散射圖像（BSE）中較亮的區(qū)域與黃色重疊，證實(shí)了使用這些圖像測(cè)量涂層覆蓋率的有效性。

圖1：覆蓋磷酸鋅涂層的鋼樣品的背散射掃描電鏡（SEM）圖像，圖上還覆蓋著彩色 EDX圖，顯示了基底（黃色-鐵）和涂層（淺藍(lán)色-鋅）。

與此同時(shí)，背散射圖像（BSE）還揭示了涂層的晶體結(jié)構(gòu)，使涂層形態(tài)得以分析。 圖2顯示了磷酸鋅涂層的不同晶體結(jié)構(gòu)的掃描電鏡（SEM）圖像。

圖2：用磷酸鋅涂層覆蓋的兩個(gè)樣品的背散射掃描電鏡（SEM）圖像，顯示了晶體結(jié)構(gòu)的不同形態(tài)。

為什么自動(dòng)化質(zhì)量控制是關(guān)鍵

在質(zhì)量控制過(guò)程中，廠家非常希望擁有一套系統(tǒng)可以快速獲得結(jié)果并避免生產(chǎn)線上的長(zhǎng)時(shí)間停工。 在大多數(shù)情況下，涂層樣品的分析是在遠(yuǎn)離生產(chǎn)線的實(shí)驗(yàn)室中完成的，在負(fù)面反饋的情況下造成不必要的延遲。 有一個(gè)快速可靠的方法來(lái)檢查磷酸鹽的質(zhì)量是很重要的。在這種情況下，臺(tái)式掃描電鏡（SEM）是理想的選擇，占地面積小，操作簡(jiǎn)便，測(cè)樣效率高。

用于質(zhì)量檢查的自動(dòng)化工具不需要專門(mén)的和有經(jīng)驗(yàn)的用戶，在節(jié)省時(shí)間和結(jié)果的可靠性方面提供了更多優(yōu)勢(shì)。 飛納臺(tái)式掃描電鏡編程接口（PPI）是實(shí)施質(zhì)量檢查自動(dòng)化工具的理想平臺(tái)。 

圖3是用于涂層覆蓋率質(zhì)量檢查的自動(dòng)化工具的工藝流程。 它使用戶以低倍率來(lái)掃描樣本的大部分區(qū)域，并將收集到的背散射（BSE）圖像并保存在選定的文件夾中。 

然后通過(guò)在灰度級(jí)上應(yīng)用閾值自動(dòng)分析這些圖像，從而有效地分離涂層（顯得更暗）和未覆蓋的鋼（顯得更亮）。 然后將平均覆蓋百分比和測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保存在報(bào)告中，用戶在后面可以查閱并打印這個(gè)報(bào)告。我們也可以加載一組圖像，選擇正確的閾值，進(jìn)行分析并生成報(bào)告。