TWI769559B - 評估鍍膜層耐蝕性方法 - Google Patents

Abstract

一評估鍍膜層耐蝕性方法適用於一待測物件，該待測物件包括一鍍膜層和一第一金屬基材，該鍍膜層覆蓋該第一金屬基材，該評估鍍膜層耐蝕性方法包含以下步驟：將該待測物件及一導電體皆放進一電解液內，以一三用電表做為提供電解所需的一外加電壓進行電解，該待測物件及該導電體分別為一陽極及一陰極；藉由該三用電表量測該待測物件在電解過程的一電阻值；及比較該電阻值與一預設電阻值的大小，及比較多個所述電阻值隨電解時間的變化曲線與多個所述預設電阻值隨電解時間的變化曲線，以判斷該鍍膜層的耐蝕優劣。

Description

評估鍍膜層耐蝕性方法

本發明係關於一種評估鍍膜層耐蝕性方法，尤指利用三用電表量測的評估鍍膜層耐蝕性方法。

生活中常見金屬的使用，例如鋁門窗、金屬層架等，為了延長使用的期限，這些金屬的表面會鍍上一層鍍膜層，即一抗氧化膜，以防止金屬表面因為氧化而產生鏽蝕。

而一般檢驗該鍍膜層耐蝕性的方法，需使用特定的一儀器、配合標準大小的一試片，及特定的一電解液以進行電解實驗，然而，該儀器的價錢昂貴，又已經鍍上該鍍膜層的金屬大小已固定，在進行電解實驗時，還需特別製作標準大小的該試片做測試，此外，該電解液的種類及酸鹼度也為固定，無法根據實際檢驗的需求再調配，因此，習用檢驗該鍍膜層耐蝕性的方法受到侷限。

爰此，本發明人為使檢驗該鍍膜層耐蝕性的方法更簡單容易、成本更低，而提出一種評估鍍膜層耐蝕性方法。

該評估鍍膜層耐蝕性方法適用於一待測物件，該待測物件包括一鍍膜層和一第一金屬基材，該鍍膜層覆蓋該第一金屬基材，該評估鍍膜層耐蝕性方法包含以下步驟。

將該待測物件及一導電體皆放進一電解液內，以一三用電表做為提供電解所需的一外加電壓進行電解，其中該外加電壓為9伏特的倍數，該三用電表的一正極接點及一負極接點分別電性連接該待測物件之第一金屬基材及該導電體，該待測物件及該導電體分別為一陽極及一陰極；藉由該三用電表量測該待測物件在電解過程的一電阻值；及比較該電阻值與一預設電阻值的大小，及比較多個所述電阻值隨電解時間的變化曲線與多個所述預設電阻值隨電解時間的變化曲線，以判斷該鍍膜層的耐蝕優劣，其中，該預設電阻值與一標準物件的電阻值正相關，該標準物件包括一第二金屬基材，該第二金屬基材的材質與該第一金屬基材的材質相同。

進一步，藉由該三用電表量測該待測物件在電解過程中多個電解時間所分別對應的多個所述電阻值，根據該等電解時間及對應的該等電阻值獲得一電阻值函數，該電阻值函數即為該等電阻值隨電解時間的變化曲線，該電阻值函數的斜率變化在一和緩電解時間後小於5%以下，判定該和緩電解時間為該鍍膜層的一耐蝕時間，將該和緩電解時間對應的一和緩電阻值與該預設電阻值比較，以判斷該鍍膜層的耐蝕優劣。

進一步，對該待測物件電解之前，將該標準物件及該導電體皆放進該電解液內，該標準物件及該導電體分別做為該陽極及該陰極，以該三用電表做為該外加電壓進行電解，藉由該三用電表量測該標準物件的電阻值獲得一標準電阻值，該預設電阻值與該標準電阻值正相關。

進一步，當該和緩電阻值大於該預設電阻值時，該鍍膜層未破壞，當該和緩電阻值小於該預設電阻值時，該鍍膜層已破壞。

進一步，在該電解液的參數固定的情況下，根據該電阻值函數的趨勢，該待測物件的該電阻值越慢趨於該預設電阻值，該鍍膜層耐蝕性的強度越強，該待測物件的該電阻值越快趨於該預設電阻值，該鍍膜層耐蝕性的強度越弱。

進一步，該電解液的參數能調整，該電解液的參數為該電解液的酸鹼值、濃度及溫度。

進一步，該電解液容置於一電解槽內，該待測物件、該導電體皆放進該電解液內，且對該待側物件進行電解的過程，將該電解槽密封且進行抽氣。

進一步，該三用電表的該正極接點並接出多個正極分接點，該等正極分接點分別間隔地多點電性連接該待測物件。

進一步，該待測物件在該電解液內平行一斜向方向相對於該導電體斜向設置，該等正極分接點分別沿著該斜向方向間隔地電性連接該待測物件。

進一步，藉由該三用電表量測該待測物件在電解過程中多個電解時間所分別對應的多個所述電阻值，根據該等電解時間及對應的該等電阻值獲得一電阻值函數，該電阻值函數即為該等電阻值隨電解時間的變化曲線，在該電阻值函數中，當該電阻值隨時間的變化量小於該預設電阻值的5%，該電阻值對應的該電解時間為一耐蝕時間。

根據上述技術特徵可達成以下功效：

1.藉由將該三用電表電性連接該待測物件及該導電體，該待測物件不須限定特定形狀大小，則該待測物件可直接以實體量測，例如產品型態的物件，形狀可複雜且多樣，以與該第一金屬基材的材質相同的該第二金屬基材為對照，比較出該第一金屬基材覆上該鍍膜層後的耐蝕效果，不須特別製作試片，在實行時更便利、更容易實施。

2.藉由使用該三用電表取代原來昂貴儀器，在實行時降低成本。

3.該電解液濃度、溫度和酸鹼值等參數條件，可依模擬腐蝕環境而調整，由於採取相對於該第二金屬基材的耐蝕程度，直觀比較出該鍍膜層的耐蝕性，數據更容易解讀，在閱讀和溝通時更簡淺易懂，也易於生產線品管。

4.電解所用電源僅是該三用電表的電池，不需交流電源，便利性更高，該三用電表同時處理電源供應和量測電阻，接線和操作更容易，整組量測系統可隨時移動，無須斷電。

5.該三用電表提供穩定的固定電壓輸出，無訊號和突波干擾，能使系統電解反應穩定，量測所得的該電阻值變化小於1%，相較於以交流轉直流的供電方式，該電阻值變化大於2%，數據一直上下跳動，該三用電表量測的數據更穩定。

S01:建立預設電阻值步驟

S02:電解步驟

S03:即時量測步驟

S04:連續量測步驟

S05:判斷步驟

S06:分析步驟

1:三用電表

2:導電體

3:電解槽

4:電解液

5:處理器

10:待測物件

10a:第一待測物件

10b:第二待測物件

10c:第三待測物件

[第一圖]是一流程圖，說明本發明估鍍膜層耐蝕性方法的一第一實施例的流程。

[第二圖]是一示意圖，說明該第一實施例的操作示意。

[第三圖]是一量測圖，說明量測一標準物件的多個電阻值而獲得一標準電阻值函數，量測一第一待測物件、一第二待測物件、一第三待測物件的多個電阻值而獲得各自的一電阻值函數。

[第四圖]是一示意圖，說明本發明估鍍膜層耐蝕性方法的一第二實施例的的操作示意。

綜合上述技術特徵，本發明評估鍍膜層耐蝕性方法的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

參閱第一圖至第三圖，本發明評估鍍膜層耐蝕性方法的一第一實施例適用於一待測物件10，該待測物件10包括一鍍膜層和一第一金屬基材，該鍍膜層覆蓋該第一金屬基材，該評估鍍膜層耐蝕性方法適用於評估該鍍膜層的耐蝕優劣，尤其是對該第一金屬基材經由一反應性鍍膜而在該第一金屬基材上形成該鍍膜層，評估該鍍膜層的耐蝕優劣，例如該鍍膜層已消失或可能為全面腐蝕、孔腐蝕、晶間腐蝕等等，其中，該反應性鍍膜是使形成該鍍膜層之基材的流體在該第一金屬基材表面發生化學變化，而在該第一金屬基材表面上形成了固體的該鍍膜層，該評估鍍膜層耐蝕性方法也可評估該鍍膜層的耐蝕性強度，在本例中，該第一金屬基材為一銅片，該鍍膜層為一苯并三唑銅薄膜，該待測物件10為鍍上該苯并三唑銅薄膜的一銅片，須注意的是該待測物件10不限定大小及形狀，該評估鍍膜層耐蝕性方法可由一三用電表1、一導電體2、一電解槽3、一電解液4及一處理器5實行，該處理器5與該三用電表1電連接以接收該三用電表1量測到的一電阻值，在本例中該導電體2為一銅片，該電解槽3呈長方體且界定一容置空間，該容置空間裝設該電解液4，該電解液4為PH3.2的 硫酸銅溶液，該處理器5為一電腦。該評估鍍膜層耐蝕性方法包含一建立預設電阻值步驟S01、一電解步驟S02、一即時量測步驟S03、一連續量測步驟S04、一判斷步驟S05，及一分析步驟S06。

建立預設電阻值步驟S01：將一標準物件及該導電體2皆放進該電解液4內，該三用電表1的一正極接點及一負極接點分別電性連接該標準物件及該導電體2，該標準物件及該導電體2分別做為一陽極及一陰極，以該三用電表1做為提供電解所需的一外加電壓進行電解，藉由該三用電表1量測該標準物件在電解過程的該電阻值獲得一標準電阻值，其中，該標準物件類似於該待測物件10未鍍上該鍍膜層的狀態，該標準物件包括一第二金屬基材，該第二金屬基材的材質與該第一金屬基材的材質相同，亦即該標準物件為該銅片，利用該處理器5預設一預設電阻值，該預設電阻值與該標準電阻值正相關。從第三圖顯示，該標準電阻值約為20歐姆，利用該處理器5預設該預設電阻值例如為該標準電阻的1.5倍為30歐姆，該待測物件10的電阻值會隨著該鍍膜層的破壞而下降，例如當該待測物件10的電阻值掉到30歐姆時，該待測物件10的的鍍膜層可能已經有破壞的狀況。進一步，藉由該三用電表1量測該標準物件在電解過程中多個電解時間所分別對應的多個所述標準電阻值，利用該處理器5接收該等標準電阻值，且根據該等電解時間及對應的該等標準電阻值獲得一標準電阻值函數，該標準電阻值函數為該等預設電阻值隨電解時間的變化曲線。從第三圖顯示，該標準電阻值函數的斜率趨近於零，該等標準電阻值皆趨近20歐姆。

電解步驟S02：將該待測物件10及該導電體2皆放進該電解液4內，一樣以該三用電表1做為提供電解所需的該外加電壓進行電解，該三用電表1的該正極接點及該負極接點分別電性連接該待測物件10的第一金屬基材及 該導電體2，該待測物件10及該導電體2分別為該陽極及該陰極。在該待測物件10電解過程，該待測物件10的鍍膜層逐漸受到該電解液4的侵蝕而破壞。需補充說明的是，該三用電表1能提供的電壓為9伏特的倍數，已經足夠做為大部分的金屬進行電解時所需的電壓。

即時量測步驟S03：藉由該三用電表1量測該待測物件10在電解過程的該電阻值。若只是即時判斷該待測物件10的鍍膜層是否有破壞，可跳至判斷步驟S05。

連續量測步驟S04：藉由該三用電表1量測該待測物件10在電解過程中多個電解時間所分別對應的多個所述電阻值，利用該處理器5接收該等電阻值且根據該等電解時間及對應的該等電阻值獲得一電阻值函數，該電阻值函數為該等電阻值隨電解時間的變化曲線。從第三圖顯示，三個所述待測物件10的差異為該等待測物件10分別在三種不同鍍膜時間形成不同厚度的該等鍍膜層，為清楚說明，該等待測物件10分別表示為一第一待測物件10a、一第二待測物件10b、一第三待測物件10c，該第一待測物件10a的鍍膜層是由5分鐘的鍍膜時間形成，該第二待測物件10b的鍍膜層是由10分鐘的鍍膜時間形成，該第三待測物件10c的鍍膜層是由15分鐘的鍍膜時間形成，該第一待測物件10a、該第二待測物件10b及該第三待測物件10c在一開始的該等電阻值都比較大，該等電阻值隨著該等電解時間的增加逐漸下降，而該第二待測物件10b的電阻值函數及該第三待測物件10c的電阻值函數的趨勢類似，因此，該待測物件10的鍍膜層可由10分鐘的鍍膜時間形成即可達到最佳化。

判斷步驟S05：利用該處理器5將該電阻值與該預設電阻值比較以判斷該鍍膜層是否已破壞。更進一步，該處理器5判斷該電阻值函數在一和緩 電解時間後該電阻值函數的斜率變化小於5%以下，其中，判定該和緩電解時間為該鍍膜層的一耐蝕時間，將該和緩電解時間對應的一和緩電阻值與該預設電阻值比較，以判斷該鍍膜層的耐蝕優劣。例如從第三圖，該等待測物件10在電解過程，在每個時刻的任一電阻值皆大於該預設電阻值，因此可判斷該等待測物件10的鍍膜層未發生破壞的狀況。或是該等待測物件10的該等電阻值函數中的該等和緩電阻值皆大於該預設電阻值，因此這樣可更準確的判斷該等待測物件10的鍍膜層未發生破壞的狀況。另一個判斷方式為，在該電阻值函數中，當該電阻值隨時間的變化量小於該預設電阻值的5%，該電阻值對應的該電解時間也為該耐蝕時間，將該耐蝕時間對應的該電阻值與該預設電阻值比較，也用以判斷該鍍膜層的耐蝕優劣。

分析步驟S06：在該電解液4的參數固定的情況下，根據該電阻值函數的趨勢，該待測物件10的該電阻值越慢趨於該預設電阻值，該鍍膜層耐蝕性的強度越強，該待測物件10的該電阻值越快趨於該預設電阻值，該鍍膜層耐蝕性的強度越弱。例如從第三圖，根據該第二待測物件10b的電阻值函數趨勢、該第三待測物件10c的電阻值函數趨勢及該第一待測物件10a的電阻值函數趨勢，該第二待測物件10b的電阻值及該第三待測物件10c的電阻值相較於該第一待測物件10a的電阻值越慢趨於該預設電阻值，則該第二待測物件10b及該第三待測物件10c的該鍍膜層耐蝕性的強度越強。因此，從該電阻值函數的趨勢，可分析出該待測物件10的該鍍膜層耐蝕性的強度。

需補充說明的是，未讓電解過程不受氣體的干擾，影響判定結果，在該待測物件10、該導電體2皆放進該電解液4內，且對該待側物件10進行 電解的過程，將該電解槽3密封且持續進行抽氣，讓電解過程產生的氣體被抽出而不影響電解過程。

再要補充說明的是，該電解液4的參數能調整，該電解液4的參數為該電解液4的酸鹼值、濃度和溫度等參數，該電解液4的酸鹼值可根據想獲得的該電阻值函數之詳細程度及電解總時間來調整，可以預先設定該電解液的酸鹼值，例如該待測物件10的鍍膜層厚度較厚，或電解需要加速，則可選擇高酸鹼值的該電解液4，反之，若該待測物件10的鍍膜層厚度較薄，或需要較詳細之該電阻值函數，則選擇趨於中性的該電解液4，但電解時間也隨之加長。因此，該電解液的酸鹼值、濃度和溫度等參數條件，可依模擬腐蝕環境而調整。

因此，在進行評估鍍膜層耐蝕性方法時，該待測物件10、該電解槽3不須限定特定形狀大小，則該待測物件10可直接以實體量測，不須特別製作試片，又使用該三用電表1與該處理器5的配合即可進行實驗，不須特別使用昂貴儀器，又可根據實驗時間、該鍍膜層厚度、分析的詳細程度等因素自行調整該電解液4酸鹼值、濃度及溫度等參數，讓本案評估鍍膜層耐蝕性方法簡單易實施、成本低且便利。

參閱第一圖及第四圖，本發明評估鍍膜層耐蝕性方法的一第二實施例，與該第一實施例類似，不同處在於在該電解步驟S02中，使用的該電解槽3為一哈氏槽，該哈氏槽的水平切面呈一梯形，該待測物件10放置在該梯形的一斜邊上，該導電體2放置在該梯形相反於該斜邊的一長邊上，因此，該待測物件10在該電解液4內平行一斜向方向相對於該導電體2斜向設置，該三用電表1的該正極接點並接出多個正極分接點，該等正極分接點分別沿著該斜向方向間隔地多點電性連接該待測物件10，則該待測物件10的多個量測點各自形成 一所述電阻值函數。則從該等電阻值函數更能全面分析該待測物件10的該鍍膜層耐蝕性的強度。因此在本例中，藉由量測該待測物件10的多個所述量測點，且該等量測點的電流迴路路徑長短不同，更能全面了解該待測物件10的鍍膜層耐蝕性。

綜上所述，藉由將該三用電表1電性連接該待測物件10及該導電體2，該待測物件10不須限定特定形狀大小，則該待測物件10可直接以實體量測，不須特別製作試片，又藉由使用該三用電表1取代原來昂貴儀器，又該電解液4的參數可根據需求自行調整，讓本案更便利、更容易實施，且成本更低。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

1:三用電表

2:導電體

3:電解槽

4:電解液

5:處理器

10:待測物件

Claims (9)

1. 一種評估鍍膜層耐蝕性方法，適用於一待測物件，該待測物件包括一鍍膜層和一第一金屬基材，該鍍膜層覆蓋該第一金屬基材，該評估鍍膜層耐蝕性方法包含：將該待測物件及一導電體皆放進一電解液內，以一三用電表做為提供電解所需的一外加電壓進行電解，其中該外加電壓為9伏特的倍數，該三用電表的一正極接點及一負極接點分別電性連接該待測物件之第一金屬基材及該導電體，該待測物件及該導電體分別為一陽極及一陰極；藉由該三用電表量測該待測物件在電解過程的一電阻值；及比較該電阻值與一預設電阻值的大小，及比較多個所述電阻值隨電解時間的變化曲線與多個所述預設電阻值隨電解時間的變化曲線，以判斷該鍍膜層的耐蝕優劣，其中，該預設電阻值與一標準物件的電阻值正相關，該標準物件包括一第二金屬基材，該第二金屬基材的材質與該第一金屬基材的材質相同；其中，對該待測物件電解之前，將該標準物件及該導電體皆放進該電解液內，該標準物件及該導電體分別做為該陽極及該陰極，以該三用電表做為該外加電壓進行電解，藉由該三用電表量測該標準物件的電阻值獲得一標準電阻值，該預設電阻值與該標準電阻值正相關。
2. 如請求項1所述之評估鍍膜層耐蝕性方法，其中，藉由該三用電表量測該待測物件在電解過程中多個電解時間所分別對應的多個所述電阻值，根據該等電解時間及對應的該等電阻值獲得一電阻值函數，該電阻值函數即為該等電阻值隨電解時間的變化曲線，該電阻值函數的斜率變化在一和緩電解時 間後小於5%以下，判定該和緩電解時間為該鍍膜層的一耐蝕時間，將該和緩電解時間對應的一和緩電阻值與該預設電阻值比較，以判斷該鍍膜層的耐蝕優劣。
3. 如請求項2所述之評估鍍膜層耐蝕性方法，其中，當該和緩電阻值大於該預設電阻值時，該鍍膜層未破壞，當該和緩電阻值小於該預設電阻值時，該鍍膜層已破壞。
4. 如請求項2所述之評估鍍膜層耐蝕性方法，其中，在該電解液的參數固定的情況下，根據該電阻值函數的趨勢，該待測物件的該電阻值越慢趨於該預設電阻值，該鍍膜層耐蝕性的強度越強，該待測物件的該電阻值越快趨於該預設電阻值，該鍍膜層耐蝕性的強度越弱。
5. 如請求項1所述之評估鍍膜層耐蝕性方法，其中，該電解液的參數能調整，該電解液的參數為該電解液的酸鹼值、濃度及溫度。
6. 如請求項1所述之評估鍍膜層耐蝕性方法，其中，該電解液容置於一電解槽內，該待測物件、該導電體皆放進該電解液內，且對該待側物件進行電解的過程，將該電解槽密封且進行抽氣。
7. 如請求項1所述之評估鍍膜層耐蝕性方法，其中，該三用電表的該正極接點並接出多個正極分接點，該等正極分接點分別間隔地多點電性連接該待測物件。
8. 如請求項7所述之評估鍍膜層耐蝕性方法，其中，該待測物件在該電解液內平行一斜向方向相對於該導電體斜向設置，該等正極分接點分別沿著該斜向方向間隔地電性連接該待測物件。
9. 如請求項1所述之評估鍍膜層耐蝕性方法，其中，藉由該三用電表量測該待測物件在電解過程中多個電解時間所分別對應的多個所述電阻值， 根據該等電解時間及對應的該等電阻值獲得一電阻值函數，該電阻值函數即為該等電阻值隨電解時間的變化曲線，在該電阻值函數中，當該電阻值隨時間的變化量小於該預設電阻值的5%，該電阻值對應的該電解時間為一耐蝕時間。

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