铝及铝合金阳极氧化膜厚度的测定——涡流法
主要内容引自GB/T 4957—2003《非磁性基体金属上非导电覆盖层  覆盖层厚度测量  涡流法》。叙述了使用涡流测厚仪无损测量非磁性基体金属上非导电覆盖层厚度的方法。
用于测量大多数阳极氧化膜的厚度，但它不适用于一切的转化膜，有些转化膜因为太薄而不能用这种方法测量。
GB/T 4957—2003 等同采用 ISO 2360: 1982 《非磁性基体金属上非导电覆盖层  覆盖层厚度测量  涡流法》（英文版）。
（1）原理  涡流测厚仪器测头装置中产生的高频电磁场，将在置于测头下面的导体中产生涡流，涡流的振幅和相位是存在于导体和测头之间的非导电覆盖层厚度的函数。
（2）影响测量准确度的因素   下列因素可能影响覆盖层厚度测量的准确度。
①覆盖层厚度。测量不确定度是此方法固有的。对于薄覆盖层的测量不确定度（确切地说）是恒定值，与覆盖层厚度无关，对于每一单次测量而言至少是0.5μm。对于厚度约大于 25μm的覆盖层，测量不确定度等于某一近似恒定的分数与覆盖层厚度的乘积。
如果对厚度等于或小于5μm的覆盖层测量时，要取几个读数的平均值。厚度小于3μm的覆盖层厚度测量可能达不到（5）规定的准确度要求。
②基体金属的电性能。用涡流仪器测量厚度会受基体金属电导率的影响，金属的电导率与材料的成分及热处理有关。电导率对测量的影响 随仪器的制造和型号不同而有明显的差异。
③基体金属的厚度。每一台仪器都有一个基体金属的临界厚度，大于这个厚度，测量将不受基体金属厚度增加的影响。由于临界厚度既取 决于测头系统的测量频率，又取决于基体金属的电导率，因此，临界厚度值应通过实验确定，除非制造商对此有规定。
通常，对于一定的测量频率，基体金属的电导率越高，其临界厚度越小；对于一定的基体金属，测量频率越高，基体金属的临界厚度越小。
④边缘效应。涡流仪器对试样表面的不连续敏感，因此，太靠近边缘或内转角处的测量将是不可靠的，除非仪器专门为这类测量进行了 校准。
⑤曲率。试样的曲率影响测量。曲率的影响因仪器制造和类型的不同而有很大的差异，但总是随曲率半径的减小而更为明显。因此，在弯 曲的试样上进行测量将是不可靠的，除非仪器为这类测量做了专门的校准。
⑥表面粗糙度。基体金属和覆盖层的表面形貌对测量有影响。粗糙表面既能造成系统误差，又能造成偶然误差；在不同的位置上做多次测量能降低偶然误差。
如果基体金属粗糙，还需要在未涂覆的粗糙基体金属试样上的若干位置校验仪器零点。如果没有适合的未涂覆的相同基体金属，应用不浸蚀基体金属的溶液除去试样上的覆盖层。
⑦外来附着尘埃。涡流仪器的测头必须与试样表面紧密接触，因为仪器对妨碍测头与覆盖层表面紧密接触的外来物质十分敏感。应该检查 测头前端的清洁度。
⑧测头压力。使测头紧贴试样所施加的压力影响仪器的读数，因此，压力应该保持恒定。这可以借助于一个合适的夹具来达到。
⑨测头的放置。仪器测头的倾斜放置，会改变仪器的响应，因此，测头在测量点处应该与测试表面始终保持垂直。这可以借助于一个合适 的夹具来达到。
⑩试样的变形。测头可能使软的覆盖层或薄的试样变形。在这样的试样上进行可靠的测量可能是做不到的，或者只有使用特殊的测头或夹 具才可能进行。
⑪测头的温度。由于温度的较大变化会影响测头的特性，所以应该在与校准温度大致相同的条件下使用测头测量。
（3）仪器的校准
①概述。每台仪器在使用前，都应按制造商的说明，用一些合适的校准标准片进行校准， 并对第4章中列举的因素和（4）中叙述的程序给予适当的注意。
②校准标准片。已知厚度的校准标准片可以是箔，也可以是有覆盖层的标准片。
a.校准箔
（a）用于涡流仪器校准的标准箔通常由适当的塑料制成。
箔有利于在弯曲表面上的校准，并且比有覆盖层的标准片更容易获得。
（b）为了避免测景误差，应保证箔与基体紧密接触；如果可能，应避免使用具有弹性的箔。标准箔易于形成压痕，必须经常更换。
b.有覆盖层的标准片。有覆盖层的标准片由已知厚度、厚度均匀且与基体材料牢固结合的非导电覆盖层构成。
③校准
a.校准标准片的基体金属应具有与试样的基体金属相似的电学性能。建议将从无覆盖层的校准标准片的基体金属上得到的读数与从试样基体金属上得到的读数作比较，以确认校准标准片的适用性。
b.如果基体金属厚度超过(2)③中定义的临界厚度，则覆盖层厚度测量不受基体金属厚度的影响。如果没有超过临界厚度，则测量和校准的基体金属厚度应该尽可能相同。如果不能这样，则应用一片足够厚、电学性能相同的金属将校准标准片或试样垫起，以使读数不受基体金属厚度的影响；但如果基体金属两面都有覆盖层，或基体金属和衬垫金属之间有任何缝隙，则不能用此方法。
c.如果待测覆盖层的弯曲状态使之不能靠平面方式校准时，则有覆盖层的标准片的曲率或放置校准箔的基体的曲率应与待测试样的曲率相同。
(4)测量程序
①概述。按制造商的说明书去操作每一台仪器，对（2）中列举的因素给予相应的注意。
在每次仪器投入使用时，以及在使用中每隔一定时间（至少每小时一次），都应在测量现场对仪器的校准进行核对，以保证仪器的性能正常。
必须遵守下列注意事项。
②基体金属厚度。检查基体金属厚度是否超过临界厚度，如果没有超过，应采用（3）③ b.中叙述的衬垫方法，或者保证已经采用与试样相同厚度和相同电学性能的标准片进行过仪器校准。
③边缘效应。不要在靠近试样的边缘、孔洞、内转角等处进行测量，除非为这类测量所作的校准的有效性已经得到了证实。
④曲率。不要在试样的弯曲表面上进行测量，除非为这类测量所作的校准的有效性已经得到了证实。
注：为了评估接近边缘的效应，可采用一种简单的边缘效应检查方法，即用一个干净的用基体金属制备的无覆盖层的试样按如下方法进行操作。将测头放置在试样上充分远离边缘处，并将仪器调至零点；将 测头逐渐朝边缘移动，注意仪器读数发生变化时测头的位置，并测量其到边缘的距离。假如测头到边缘的距离较上述测得的距离远，则可能不用校准而直接使用仪器。如果测头靠近边缘使用，则仪器须作专门的校准。如有必要，参考制造商的说明书。
⑤读数的次数。由于仪器的正常波动性，因而有必要在每一测量位置上取几个读数。覆盖层厚度的局部差别可能也要求在任一给定的面积 上进行多次测量，表面粗糙时更是如此。
⑥表面清洁度。测量前，应除去试样表面上的任何外来物质，如灰尘、油脂和腐蚀产物等，但不能除去任何覆盖层材料。
（5）准确度要求  仪器及其校准和操作应使覆盖层厚度能测准到真实厚度的10%以内。如果测量小于5μm的覆盖层厚度，推荐取几次读数的平均值。覆盖层厚度小于3μm时，可能达不到这样的准确度。