沉积厚度的表面精加工
由：J.里斯托，总裁。
在订货的表面涂层系统，以提高服务的制品的性能，使用标准的精整规格是由大多数制造实体所采用的既定的程序。最常引用的规格ASTM，MIL规格，AMS和独特的企业规范。
表面精加工的规格确定一些其评价表面涂层的，以执行其预期功能的能力参数。用来修饰涂层系统中最常见的涂料的要求是：
- 存款厚度：此参数通常由服务类中定义。服务类规定的沉积物厚度为预期用途的函数。服务类很容易在大多数ASTM specifications.Thickness发现由几个定义，最小值，最大值，平均值和平均范围限定。
- 存款外观：外观描述是所施加的涂层的视觉属性的通用叙述。
- 堆积物：此参数是由数种方法来定义。大多数的这些标准将强调以试图除去从基础金属沉积物中的涂层/基体金属界面。这些测试通常强调通过机械或热方式的涂覆冶金结合。普遍标准测试在ASTM B571中。
- 倒数第二电镀要求：经常选择的涂覆系统是一系列的沉积，以提供所需的性能。本节将定义附加沉积物最终存款下面，应用的顺序和任何倒数第二层的所需的厚度。
- 次要性能的先决条件：这些额外的测试方案是最典型地消除氢脆，可焊性和加速腐蚀试验。
所有这些参数的其中之一是至少理解，因此经常不正确地施加的是沉积厚度。不幸的是，这导致混乱和频繁超过或低于沉积厚度，这导致在固定上可接受的组分不必要延迟的应用。
了解存款厚度变化
如通过枪管施加通过电解或无电镀方法沉积，机架或连续条电镀技术将所有由高斯分布曲线所限定正态分布的。沉积厚度的分布曲线被定义为下面的等式1×（厚度）的一个函数：
哪里：
x是样品测量即沉积厚度
X-杆是X数据点的算术平均值
σ是总体标准偏差
此函数以图形如图
图1：正常高斯分布曲线
在该图中很明显，在单个测量位置处的沉积物的厚度不是一个单一的重复的值，但数字的分布绕中心值，算术平均值，以及有关中心值的变化簇是由定义标准偏差。的标准偏差是用于量化的一组数据值中的变化或分散的度量。标准偏差在等式2中所定义。
方程式2：总体标准差
哪里：
x是样品测量即沉积厚度
X-杆是X数据点的算术平均值
σ是总体标准偏差
n是数据点的数量
关键是要存款厚度对在单个测量位置处的物品的理解是，它不是一个单一的重复的数据点，但是，这将累积围绕集中趋势，算术平均值的散射。
宽度或分散体的宽度是由工艺过程的变化来定义。这是一个必须设计一个物品时，应考虑分散的宽度。它是在厚度该变型中，这将影响部件的机械配合，腐蚀的性能，solderabiliy等，这是还限定质量验收标准时，考虑到工艺变化的关键。
数据点的约算术平均值簇可通过在曲线下的面积计算的积分的技术来计算的百分比。因此，从正无穷（+∞）到负无穷大（-∞）的曲线下的面积表示在分配的所有数据点的100％。从-∞到平均值的曲线的左手部分下的面积代表所有数据点的50％。这同样适用于该区域的从+到平均值的右手部分∞真。
同样，x轴的任意两个值之间的任何区域，可以计算和按总面积除以面积来计算的那些包含在两个所选择的点之间测量的百分比。数据点中的正态分布的百分比-1σ和出口之间1σ+ 68.26是％。该-2σ和+2σ标准偏差之间存在的数据点是95.44％，并且类似地那-3σ之间存在和+3σ是98.74％的数据点。这显示在下面的图2。
图2：+/- 1，2或3个标准偏差之间的数据点的百分比
从图2中关于过程的标准偏差几个事实是显而易见的。
- 的标准偏差的绝对值是使用一个重要的参数中定义的厚度值将被从表面精加工处理预期的范围内。要完全限定在物品上的沉积物的厚度，思想必须考虑到的数据点的分散。为标准偏差的大小增加从而导致沉积厚度的数据点的数据的增加，可以是非常小或非常大的分散。因此，更少的数据点群集绕中心趋势和的沉积物厚度增加的范围内。这有一个需要解决的设计考虑。
例：
如果一个进程有一个大的标准偏差，在使用的最大或最小规格的特殊考虑必须进行评估。例如，如果供应商指定其被定义为最小规范没有所述厚度以下的值和有2000ppm的（0.2％有缺陷的），这将迫使一个供应商来选择有针对性的平均沉积厚度比规定的最小厚度使得没有值大至少4个标准偏差的质量验收标准测量低于规定最小值。这对那些在分布曲线的右边部分这些数据点戏剧性的大小的影响。此得到的厚度值是比升高的目标平均厚度大的数量可以有将在平均值加上4点标准偏差测量的物品的问题。这些数据点肯定需要在使用说明mimimum规范的考虑。
- 在+/-3σ还有退出是比平均显著小于或显著大于平均值值的0.26％。这具有在腐蚀性能或在施胶顾虑如果小于2600 PPM（0.26％有缺陷）的质量接受程度的要求大的影响。虽然这代表产品，0.26％的一小部分，这个水平不合格的产品往往是在汽车，医疗和航空航天等行业的问题。
标准偏差的幅度修改
如上所示，在表面处理沉积厚度由两个主要元件，算术平均值和大约的平均值，标准偏差的数据的分散的。显然，这是至关重要的标准偏差的大小作为关于集中趋势多的数据尽可能减少对更紧密集群。这提供了有利于产品设计和质量顺应性的更加一致和均匀的厚度的数据集。
图3：数据集的强弱集中趋势的示范
图3显示了与标准偏差比替代示例小50％的数据的变化。在红色数据设定的数据的95％将驻留在30个70单位之间。在蓝色数据中设定的数据的95％将驻留40个60单位之间。如果所关注的参数是三维和图形描绘沉积物厚度小更紧方差会在提供用于配合和功能的更加均匀和一致的制品是有价值的。如果腐蚀测试，其中令人关注的类似的讨论会跟随。厚度的更严格的分组数据将提供更耐腐蚀产物与在降低的thickess少很多文章小于或等于25，从而减少了腐蚀的故障次数。
而减小厚度数据的传播 -化学与电解
该电镀工艺可被选择和修饰以降低的标准偏差的大小。所有沉积工艺或者电解或无电解通常与具有固有更大的标准偏差比无电解电镀处理，电解方法分布。因此，对于设计工程师做出的第一个决定是在电解一个选择电解过程中，如果有必要降低沉积厚度的扩散或范围。如果这一决定是不可能的，即电工艺不适用于金属所需的需要作出的，然后其他选择。
下列选项将降低电解沉积系统的标准偏差。
- 电镀系统的选择，从络合的阳离子相对于简单的离子沉积物。这方面的一个例子是铜板从氰化物电解质而非酸矩阵。
- 减少处理过程中使用的电流密度。
- 使用滚镀技术与机架电镀技术。
- 如果挂镀，盾牌的就业人数将减少标准偏差。
- 在操作温度范围的低端的化学系统的操作。
- 在滚镀，增强混合即桶转速的技术，锯齿体筒壁，断路器条将有助于获得较低的标准偏差。
- 保持最佳的2％以内溶液化学。
下列选项将降低标准偏差电沉积系统。
- 在挂镀，使用增强的溶液的混合，即适当的空气流通，利用阴极棒搅动或两者同时的。
- 在滚镀，增强混合即桶转速的技术，锯齿体筒壁，断路器条将有助于获得较低的偏差。
- 保持最佳的2％以内溶液化学
一定要检查回来在这个博客的第2部分。