Coating Analysis via FTIR Spectroscopy

Význam tématu

Nátěry plní klíčovou ochrannou i dekorativní funkci na površích výrobků. Správná aplikace, ověření chemického složení a kontrola tloušťky vrstev jsou nezbytné pro zabránění korozi, oděrkám či selhání produktu. IR spektroskopie nabízí rychlý a nedestruktivní přístup k analýze povrchových úprav a čistoty substrátu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem dokumentu je demonstrovat využití FTIR spektroskopie pro identifikaci typu nátěrových látek, stanovení tloušťky vrstvy, posouzení homogennosti i záchyt kontaminací. Jako modelové příklady slouží analýza povlaků na bižuterních dílech a na izolaci smaltované měděné cívky.

Použitá metodika a instrumentace

Pro rozsáhlou kontrolu větších ploch byl použit ALPHA II FTIR spektrometr s modulovým odrazovým uchycením (upward DRIFT). Pro mikroskopickou analýzu malých či nerovných vzorků posloužil FTIR mikroskop LUMOS II. Vyhodnocení spekter a knihovní vyhledávání probíhalo v OPUS spektroskopickém softwaru s podporou ATR-COMPLETE spektrální knihovny.

• ALPHA II FTIR spektrometr pro reflexní měření
• LUMOS II FTIR mikroskop pro analýzu mikroskopických vzorků
• OPUS software pro zpracování dat a knihovní vyhledávání
• ATR-COMPLETE spektrální knihovna pro identifikaci materiálů a stanovení refrakčního indexu

Hlavní výsledky a diskuse

U bižuterních dílů ALPHA II prokázal akrylátovou pryskyřici i polyuretanový povlak, čistotu kovu bylo možné potvrdit absencí absorpčních pásů. Knihovní vyhledávání identifikovalo PMMA jako nejpravděpodobnější materiál. V případě smaltované cívky LUMOS II potvrdil termoplastický polyuretan (TPU) jako izolant. Interferenční pásma (fringes) vznikající odrazy na rozhraní polymer–kov umožnila výpočet tloušťky vrstvy, která se pohybovala kolem 25 µm s místním poškozením výsledným ze škrábnutí.

Přínosy a praktické využití metody

FTIR spektroskopie poskytuje nedestruktivní, rychlou a přesnou kontrolu přítomnosti nátěrů, jejich složení i tloušťky. Metoda nevyžaduje složitou přípravu vzorku a je vhodná jak pro rutinní QA/QC, tak pro detailní zkoumání poruch a reverzní inženýrství v průmyslové praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšiřování spektrálních knihoven pro nové polymery a anorganické vrstvy (např. DLC), integrace FTIR spektroskopie s vysokorozlišovacími mikroskopy, automatizované mapování tenkých vrstev i nasazení umělé inteligence pro rychlejší a přesnější interpretaci spekter. Dále je perspektivní vývoj in situ analýzy povrchových úprav během výrobního procesu.

Závěr

Prezentované aplikace ukazují, že FTIR spektroskopie představuje univerzální nástroj pro analýzu povlaků: od identifikace materiálu přes stanovení tloušťky a homogennosti až po odhalení kontaminací. Systémy ALPHA II a LUMOS II nabízí kombinaci uživatelské přívětivosti, spolehlivosti a vysokého prostorového rozlišení, což podporuje efektivní kontrolu kvality a analýzu poruch v širokém spektru průmyslových odvětví.