耐腐蚀磷酸盐转换涂料分析｜汽车车架和底盘的锈蚀

汽车底盘的腐蚀在汽车工业中通常称为车架腐烂

十多年来，汽车行业一直面临着价值十亿美元的底盘腐蚀或车架腐烂问题。当汽车的发动机底座、底盘和/或车架随着时间的推移开始生锈时，就会发生车架腐烂。车架腐烂会随着时间推移自然发生，根据不同地区的气候或湿度可能会加速腐烂。

为了预防车架腐烂，汽车行业在制造过程中会为这些部件涂上磷酸盐转换涂层。

耐腐蚀磷酸盐转换涂层分析

磷酸盐转换涂层是应用于钢的结晶涂层，以防止腐蚀和促进油漆的附着力。这些涂料常用于汽车行业，是防止汽车关键结构部件（包括底盘和发动机底座）生锈的第一道防线。扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS） 是提供材料晶体结构高分辨率图像以及确定这些涂层的覆盖范围和质量的有用工具。

磷酸盐转化涂层扫描电子显微镜分析

飞纳台式扫描电镜（Phenom SEM）独特的性能，有助于分析磷酸盐转化涂层，包括：

背散射电子检测与自动图像采集相结合，可实现基于 BSE 信号的极高通量数据采集和定量后处理。

高亮度 CeB6 源可获得高质量的图像，同时保持极长的使用寿命。

集成的能谱（EDS）探测器具有面扫功能，可快速确定准确对涂层分析。

通常使用两种类型的探测器来生成 SEM 图像：背散射电子 （BSE） 探测器和二次电子（SE）探测器。BSE 检测器在此应用中的主要优点是涂层中的空隙清晰可见，因为图像对比度对磷酸盐转换涂层和底层钢之间的元素差异很敏感。

Zn3(PO4)2 转换涂层的背散射电子图像

Zn3(PO4)2 转换涂层的二次电子图像

飞纳电镜自动图像获取和分析系统

对飞纳电镜（Phenom SEM）进行编程，以随机获取图像，并根据 BSE 图像中看到的灰度差异自动量化涂层覆盖率。编程采集图像可以最大程度地减少人工操作造成的误差，并在更短的时间内测量更多的区域。

对图像定量处理，以测量磷酸锌涂层覆盖率

伪彩突出显示暴露的铁元素

随机获取十张图像定量分析 Zn3(PO4)2 转化涂层的覆盖率

编写脚本以随机获取 10 张图像，进行区域分析，以定量确定 Zn3(PO4)2 转换涂层覆盖率。涂层覆盖率是测量超过  1.4 mm^2，分辨率为 350 nm 像素的图像获得的。采集的随机性以及亮度一致性可以避免人工操作造成的误差。  

使用传统的扫描电镜（SEM）在同等区域获取这些结果大约需要 30 分钟。使用飞纳大样品室卓越版 Phenom XL，整个过程自动化，可在 2 分钟内完成。此外，Phenom XL 的样品仓最多可容纳 36 个样品，实现快速批量采集数据。

利用能谱对磷酸转化涂层元素成分进行测定

除了通过背散射电子（BSE）图像对涂层进行定量的覆盖率分析外，还可以利用能谱（EDS）测量覆盖率和解析元素组成。EDS 对于确定材料表面污染物的化学成分也极具参考价值。

Zn3(PO4)2 转换涂层的二次电子图像面扫区域

Zn3(PO4)2 转换涂层包含元素分布的能谱面扫图

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