铜及铜合金带材表面清洁度检测技术.pdf

第42卷第5期
有色金属加工
2013年10月
NONFERROUS METALS PROCESSING
October 2013
铜及铜合金带材表面清洁度检测技术
张文芹,郑晨飞
摘要:本文介绍铜合金带材表面检测技术的发展,以及日前表面检测技术的现状,重点、详细介绍了采用称重法进行
表面清洁度的检测方法及结果评定标准。
关键词:铜带;表面清洁度;检测技术
中图分类号:TG146
文献标识码:A
文章编号:1671-6795(2013)05-0037-03
随着中国经济的快速发展,新兴产业如新能源、1.1目视和擦拭法
通讯电子、信息技术、复合材料等对高精度铜合金板、
目视,故名思议即为人眼观察。擦拭法则是用
带、箔的需求越来越大,对铜合金带材表面质量的要定量的擦镜纸或脱脂棉擦拭一定面积的铜带表面,擦
求也越来越高,以满足抗腐蚀性、焊接性及电镀性能镜纸或脱脂棉增加的重量为铜带表面清洁度的污染
等使用要求。铜及铜合金板带材生产中,在清洗(或大小。此方法快捷方便,适合现场设备调试和对残留
酸洗)工序均对带材进行了脱脂、刷洗等处理,以去除物严重的铜带表面进行快速测试,但判断极其粗放,
带材表面的油类、颗粒等污染物,但清洗质量即铜带不能准确真实地反映铜及铜合金板带箔表面污染物
表面的清洁程度却一直没有量化的概念,各铜加工企的严重程度。无论目视还是擦拭,不同的检验人员的
业均采用各自不同的定性判断方法,而这种方法已不判定结果差距极大,甚至完全相反。
能适应目前高精度带材的要求,加之国内和国际上也1.2激光测试法
没有相关的检测质量标准。因此,如何对铜带表面清
据有关文献介绍,用激光在线检泑铜板带表面油
洁度进行监控检测及质量判定,已成为铜板带生产企膜的厚度,根据油膜厚度计算出单位面积油污的含
业和用户共同的需要。
量。此方法能快速检测板带表面的油污大小,准确度
调查结果表明,目前在行业内生产现场大多采用
高。缺点:成本高,而且只能对油污进行检测,对其他
目测和擦拭的方法,不能量化判定和控制,而一些实
固体污染物无法检测。
验室的检测方法要么设备投人大,要么操作复杂或检
测结果不全面。正是基于此笔者对铜及铜合金带材
1.3紫外分光光度法
表面清洁度检测技术进行了长期试验研究,以寻找简
石油及其制品在紫外光区有特征吸收,带有苯环
便易行、可操作性强的检测方法,规范铜及铜合金带
的芳香族化合物主要吸收波长为250~260nm,带有共
材表面清洁度的检测,对清洗工序可进行直观的质量
轭双肩的化合物主要吸收波长为215~230nm。因此,
控制,实现带材表面洁净度从定性到量化、从宏观到
利用油品的吸光度来测定油污的含量大小。用一定
精细的转变,满足市场对高精度带材表面洁净度的
量脱芳烃(30~60℃馏程)的石油瞇清洗铜带表面,测
要求。
定石油醚溶液的吸光度,在工作曲线上査出油的量,
然后计算出单位面积含油量即可。此方法只能测出
1铜及铜合金带材表面清洁度的检测微量油污的含量,对污染严重的板带面其实验结果有
现状
较大误差。试验表明,用此方法对清洗后带材能够较
目前在行业内生产现场,铜及铜合金带材表面清准确的反映带材表面的油污染物程度。
洗质量检测大部分采用目测和擦拭等方法,国外个别1.4燃烧法
企业采用激光测试法。在实验室采取的检测方法有
根据德国 Foster公司介绍,通过加热燃烧产生
紫外分光光度法、激光测试法、燃烧法、称重法等。的炭含量,由计算机计算出有机物(油污)的含量。铜
收稿日期:2013-01-30
作者筒介:张文芹,女,教授级高级工程师,主要从事铜及铜合金加工工艺及技术研究。
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有色金属加工
第42卷
板带表面的固体颗粒作为燃烧后的灰分,用ICP来分杯,在分析天平上称重,精确至0.0001g。用m,表示。
析里面的铜(Cu)、铁(Fe)、硅(Si)的含量。该方法能
(2)对试样选取不同部位,用镊子夹住所取部位,
较科学的检测出铜板带表面的污染物总含量,技术含避免手指接触,截取尺寸50mx100mm。立即放置
量较高、设备仪器投资很大。据该公司介绍整个欧洲
于已恒重的烧杯并称重,精确至0.0001g。用m2
只有他们公司和另外一家公司拥有该套试验仪器。表示。
此种方法能全面分析铜板带表面污染物的种类,使企
(3)独立地进行三次测定,取其平均值
业有针对性地对铜带表面进行工艺处理,从而保证了
(4)在称好试片的烧杯中加入石油醚适量,小心
产品质量。
晃动数次,然后翻动试片,使试片两面的油污全部溶
称重法
解、脱落,然后用洁浄镊子夹拿试片,用干净的脱脂棉
称重法是近两年来根据铜板带生产工艺流程、工蘸取少量石油醚擦拭试片,直到用新的脱脂棉擦拭时
艺介质种类、污染物种类及其来源,以及对带材腐蚀不留下污斑为止,用洗耳球吹干试片表面,放在105
影响的诸多因素,通过长期大量的试验积累,确立的110℃干燥箱中干燥(不少于10~15min),然后放在干
种检测铜带表面油类、颗粒污染物总和的检测方燥器中冷却至室温称量,精确至0.000?。重复干燥
法,实现了清洗后铜带表面污染物总量的量化检测和恒重,两次连续称量之差不超过0.0004g为止。质量
工序质量监控。该方法是通过现场试样用石油醚情用m,表示。试片清洗前后称重时温度应保持一致。
况,根据清洗前后的质量变化,计算出铜带表面单位
(5)表面清洁度结果计算
面积残留油物的质量,来判断表面的清洁度。此外还
按公式(1)计算
开展对脱脂剂清洗效果的评定,通过测试脱脂剂处理
xdx05x10
前后銅板带表面残留油污的总量,计算出表面洗净
率,从而判定脱脂剂对铜板带表面的清洗效果。
式中:T一表面清洁度,单位为毫克每平方米(mg/
2称重法测量铜及铜合金带材表面清
烧杯质量,单位为克(g);
洁度的检验方法
m2一试样加烧杯质量,单位为克(g);
2.1方法提要
m3一去除油污后试样加烧杯质量,单位为克(g)
(1)对清洗工序前后的铜及铜合金板带箔材用石
p一试样的密度,单位为克每立方厘米(g/cm3
油张清洗,通过测试清洗前后板带箔材表面残留油污
d一试样的厚度,单位为毫米(mm)。
的总量,计算出表面洗净率,判定板带箔材的清洗2.4.2洗净率试验
效果。
(1)取清洗剂清洗前后铜板带箔材试样,分析步
2)对清洗工序后铜及铜合金板带箔材用石油醚骤同表面清清度试验(2.4.1)。
清洗,根据实验室清洗前后的质量变化,计算出板带
(2)表面洗浄率结果计算
箔材单位面积残留油污的质量,判定板带箔材表面清
按公式(2)计算
洁度。
2100
(2)
2.2试验仪器及材料
洗涤试剂为石油醚(30~120℃),分析天平(感量
式中:h一洗净率,单位为百分率(%);
0.1mg),千燥器(240mm~280mm),烧杯
T一清洗剂清洗前试片表面清洁度
(500ml),脱脂棉,洗耳球,电热恒温干燥箱。
n2一清洗剂清洗后试片表面清洁度
3试样提取
2.5表面清洁度结果判