Méthode coulométrique
Mesure de l'épaisseur du revêtement par coulométrie.
La méthode coulométrique est l'une des méthodes les plus simples et les plus anciennes pour la détermination de l'épaisseur du revêtement et fait partie des méthodes d'analyse électrochimique. La coulométrie utilise la loi de Faraday pour déterminer l'épaisseur du revêtement. Elle convient à de nombreux revêtements métalliques sur n'importe quel matériau de base. En particulier pour les systèmes multicouches, la méthode de coulométrie constitue souvent une alternative économique à la fluorescence X.
C'est ainsi que fonctionne la méthode coulométrique.
La coulométrie est l'inverse du processus de galvanisation. Lors de la mesure coulométrique de l'épaisseur du revêtement, une couche métallique est dissoute par un courant électrique constant.
La mesure est effectuée à l'aide d'une cellule de mesure remplie d'un électrolyte. Ce bain miniature est placé sur le revêtement avec une ouverture d'une surface définie. Sous l'action de l'électrolyte et du courant continu, les atomes de métal du revêtement pénètrent dans la solution sous forme de cations et migrent vers la cathode de la cellule de mesure.
Lorsque l'ensemble du revêtement est détaché et que l'électrolyte atteint le matériau sous-jacent (matériau de base ou autre couche), il y a une augmentation de la résistance électrique et donc un saut de tension mesurable, ce qui entraîne l'arrêt automatique de la mesure.
La loi de Faraday permet de calculer l'épaisseur du revêtement à partir du temps qu'a duré le processus de dissolution.
Contrôle total avec STEP - détermination simultanée de l'épaisseur et du potentiel électrochimique
Les revêtements complexes composés de plusieurs couches de nickel superposées sont fréquemment utilisés dans la construction automobile. Ces systèmes de revêtement sont destinés, d'une part, à apporter la brillance nécessaire aux éléments décoratifs et, d'autre part, à augmenter la résistance à la corrosion.
La méthode d'essai STEP est normalisée depuis longtemps selon ASTM B764 et DIN EN 16866 comme méthode de mesure pour le contrôle des différentes couches d'un tel système de revêtement en nickel.
Contrairement à la méthode coulométrique classique, l'évolution du potentiel de l'électrode est enregistrée à l'aide d'une électrode d'argent supplémentaire. Cette électrode est suffisamment sensible pour détecter les petites différences de potentiel entre les différentes couches de nickel. L'épaisseur de la couche et les différences de potentiel sont déterminées manuellement à partir de l'évolution du potentiel de l'électrode (courbes tension-épaisseur de la couche). L'instrument ne s'éteint pas après un saut de potentiel, ce qui permet de mesurer plusieurs couches en une seule fois.
Où ce processus est-il utilisé ?
- Revêtements métalliques (aluminium, cuivre, nickel, or, argent) sur différents matériaux de base
- Revêtements par galvanoplastie
- Systèmes multicouches tels que Cr/Ni/Cu sur des substrats en fer ou en plastique (ABS)
- Revêtements multiples de nickel (poreux/brillant/semi-brillant) au moyen d'un test par étapes
Quels sont les facteurs qui peuvent influencer la mesure ?
Comme pour toutes les méthodes, il existe des facteurs dans la coulométrie qui peuvent affecter la mesure.
Composition de l'électrolyte
D'une part, la composition de l'électrolyte doit correspondre au matériau de base et au revêtement à dissoudre. D'autre part, l'électrolyte peut être consommé dans le cas de revêtements très épais ou lors de mesures répétées.
Point de mesure
Pour réduire au minimum les quantités d'erreurs, il faut éviter de contaminer le point de mesure. Il est conseillé d'effectuer une légère gravure sur le site avant la mesure afin d'éliminer toute couche d'oxyde. Si le point de mesure est trop proche du bord de l'échantillon, les effets de bord peuvent fausser les résultats. Après la mesure, il faut toujours vérifier si la couche s'est détachée proprement.
Le point de mesure doit également être vérifié pour s'assurer qu'il n'y a pas de fuite. Si le point de mesure n'est pas plat ou si la cellule de mesure est utilisée à proximité de coudes ou de courbes, l'électrolyte peut s'échapper (même quelques gouttes), ce qui entraîne une zone de résolution plus grande et donc des résultats incorrects.
Les variations du point de mesure dues à l'usure de la bague d'étanchéité, les variations de la pression de contact et d'autres influences sur le point de mesure peuvent entraîner des erreurs de mesure.
Quelle est la norme appliquée ici ?
Méthode coulométrique selon DIN EN ISO 2177
