表面清洁度

金属表面清洁度的要求

　　经过除油处理后的金属件表面不但要平整光亮，而且要除油彻底干净，不留任何油迹。表面的颜色应该是均匀一致，润湿性好。而且不允许再有其他可能沾污金属件表面的物品接触到除油后的表面。否则会产生污染要再进行清洗。在进入成膜或电镀槽之前，金属件可能还要迸行弱浸蚀处理，以便活化金属件表面，提高表面处理质量。

　　金属件表面清洁度的好坏也是表面预处理质量检验的重要指标。表面清洁度的检验方法，既可采用国家制定的柃验方法，也可借鉴国外的检验方法和标准。

金属表面清洁度的检测现状

　　目前在行业内生产现场，金属表面清洗质量检测大部分采用目测和擦拭等方法，国外个别企业采用激光测试法。在实验室采取的检测方法有紫外分光光度法、激光测试法、燃烧法、称重法等。

　　1、目视和擦拭法

　　目视，故名思议即为人眼观察。擦拭法则是用一定量的擦镜纸或脱脂棉擦拭一定面积的金属表面，擦镜纸或脱脂棉增加的重量为金属表面清洁度的污染大小。

　　此方法快捷方便，适合现场设备调试和对残留物严重的金属表面进行快速测试，但判断极其粗放，不能准确真实地反映金属表面污染物的严重程度。无论目视还是擦拭，不同的检验人员的判定结果差距极大，甚至完全相反。

　　2、激光测试法

　　据有关文献介绍，用激光在线检测金属表面油膜的厚度，根据油膜厚度计算出单位面积油污的含量。此方法能快速检测金属表面的油污大小，准确度高。缺点：成本高，而且只能对油污进行检测，对其他固体污染物无法检测。

　　3、紫外分光光度法

　　石油及其制品在紫外光区有特征吸收，带有苯环的芳香族化合物主要吸收波长为250～260nm，带有共轭双肩的化合物主要吸收波长为215～230nm。因此，利用油品的吸光度来测定油污的含量大小。用一定量脱芳烃(30～60℃馏程)的石油醚清洗金属表面，测定石油醚溶液的吸光度，在工作曲线上查出油的量，然后计算出单位面积含油量即可。

　　此方法只能测出微量油污的含量，对污染严重的金属面其实验结果有较大误差。试验表明，用此方法对清洗后带材能够较准确的反映带材表面的油污染物程度。

　　4、燃烧法

　　根据德国Foster公司介绍，通过加热燃烧产生的炭含量，由计算机计算出有机物(油污)的含量。金属表面的固体颗粒作为燃烧后的灰分，用ICP来分析里面的铜(Cu)、铁(Fe)、硅(Si)的含量。

　　该方法能较科学的检测出金属表面的污染物总含量，技术含量较高、设备仪器投资很大。据该公司介绍整个欧洲只有他们公司和另外一家公司拥有该套试验仪器。此种方法能全面分析金属表面污染物的种类，使企业有针对性地对金属表面进行工艺处理，从而保证了产品质量。

　　5、称重法

　　称重法是近两年来根据金属生产工艺流程、工艺介质种类、污染物种类及其来源，以及对带材腐蚀影响的诸多因素，通过长期大量的试验积累，确立的一种检测金属表面油类、颗粒污染物总和的检测方法，实现了清洗后金属表面污染物总量的量化检测和工序质量监控。

　　该方法是通过现场试样用石油醚情况，根据清洗前后的质量变化，计算出金属表面单位面积残留油物的质量，来判断表面的清洁度。此外还开展对脱脂剂清洗效果的评定，通过测试脱脂剂处理前后金属表面残留油污的总量，计算出表面洗净率，从而判定脱脂剂对金属表面的清洗效果。

表面清洁度测试——称重法测量铜材表面清洁度

　　一、方法提要

　　1、对清洗工序前后的铜及铜合金板带箔材用石油醚清洗，通过测试清洗前后板带箔材表面残留油污的总量，计算出表面洗净率，判定板带箔材的清洗效果。

　　2、对清洗工序后铜及铜合金板带箔材用石油醚清洗，根据实验室清洗前后的质量变化，计算出板带箔材单位面积残留油污的质量，判定板带箔材表面清洁度。

　　二、试验仪器及材料

　　洗涤试剂为石油醚(30～120℃)，分析天平(感量0.1mg)，干燥器(Φ240mm～Φ280mm)，烧杯(500ml)，脱脂棉，洗耳球，电热恒温干燥箱。

　　三、试样提取

　　从生产现场清洗线或酸洗线上对清洗前后同一卷带材进行试样提取。试样尺寸不小于500mm×500mm，厚度不大于0.8mm。不应有划伤、皱折、卷边等缺陷，在送样过程中，注意不应有二次污染。

　　四、试验步骤

　　1、表面清洁度试验

　　(1)取洁净、已在105～110℃干燥箱中恒重的烧杯，在分析天平上称重，精确至0.0001g。用m₁表示。

　　(2)对试样选取不同部位，用镊子夹住所取部位，避免手指接触，截取尺寸50mm×100mm。立即放置于已恒重的烧杯并称重，精确至0.0001g。用m₂表示。

　　(3)独立地进行三次测定，取其平均值。

　　(4)在称好试片的烧杯中加入石油醚适量，小心晃动数次，然后翻动试片，使试片两面的油污全部溶解、脱落，然后用洁净镊子夹拿试片，用干净的脱脂棉蘸取少量石油醚擦拭试片，直到用新的脱脂棉擦拭时不留下污斑为止，用洗耳球吹干试片表面，放在105～110℃干燥箱中干燥(不少于10～15min)，然后放在干燥器中冷却至室温称量，精确至0.0001g。重复干燥恒重，两次连续称量之差不超过0.0004g为止。质量用m₃表示。试片清洗前后称重时温度应保持一致。

　　(5)表面清洁度结果计算

　　按下式计算：

T=0.5×10⁶ρd(m₂-m₃)/(m₃-m₁)

　　式中：T-表面清洁度，单位为毫克每平方米(mg/m²);

　　m₁-烧杯质量，单位为克(g);

　　m₂-试样加烧杯质量，单位为克(g);

　　m₃-去除油污后试样加烧杯质量，单位为克(g);

　　ρ-试样的密度，单位为克每立方厘米(g/cm³)

　　d-试样的厚度，单位为毫米(mm)。

　　2、洗净率试验

　　(1)取清洗剂清洗前后铜板带箔材试样，分析步骤同表面清洁度试验。

　　(2)表面洗净率结果计算

　　按下式计算：

h=100(T₂-T₁)/T₁

　　式中：h-洗净率，单位为百分率(%);

　　T₁-清洗剂清洗前试片表面清洁度;

　　T₂-清洗剂清洗后试片表面清洁度。

　　五、表面清洁度结果判定

　　一级：表面清洁度<30mg/m²

　　二级：表面清洁度30～60 mg/m²

　　三级：表面清洁度60～100 mg/m²

　　四级：表面清洁度≥100mg/m²