【摘要】 划痕测试结合了光学和扫描电子显微镜(SEM)对划痕轨迹形貌和划痕附近涂层表面形貌的检查。

自动划痕测试是比较评价不同基体上薄涂层内聚破坏载荷和粘附破坏载荷的一种便捷技术。划痕试验不直接测量附着力，而是测量涂覆试样在界面或界面区域破裂所需的载荷。该载荷代表“实际附着力”[1]。它已被用于比较不同涂层系统在相似基材上的性能和/或相似涂层系统在不同基材上的性能。给定涂层/基材系统的AE vs. F图可用于比较不同的制造工艺或工艺变量值集，用于评估热处理对涂层凝聚力和附着力的影响，用于生产过程中的质量控制，以及用于跟踪保护涂层随时间的降解。

 

划痕测试结合了光学和扫描电子显微镜(SEM)对划痕轨迹形貌和划痕附近涂层表面形貌的检查。电子探针分析(EMPA)或能量色散光谱分析(EDS)结合扫描电镜(SEM)可以方便地检测衬底的分层和暴露。该技术已用于检测和评估对涂层强度和附着力的各种影响。

 

在4340低合金钢上使用软Triballoy T-800和Stellite SF-6钴基涂层，发现附着力强，涂层内聚失败[2]。在镀铬层存在的情况下，预先存在的裂纹大大降低了内聚破坏载荷，同时涂层沉积压力的增加也降低了内聚破坏载荷。在所有情况下，涂层内横向裂纹的间距都随着施加法向载荷的增加而减小。

 

贫铀(DU)- 0.75%钛合金试样软铝涂层中，铝与镁或锌合金化可提高涂层强度和附着力。在该基体上的(Al-Mg)涂层中，光滑的表面导致较低的摩擦系数和较高的粘附失效载荷。

 

在17-4 PH钢的坚硬薄TiN涂层中，施加较低的偏置电压会产生较高的内聚性和粘附性失效载荷。在4340钢的氢化非晶碳化硅薄层中，退火过程中氢的损失使残余压应力转化为拉应力，降低了粘结载荷和粘结失效载荷。

 

最后，自动划痕测试被证明有助于确定DU-0.75%钛合金多层TiN/Ti/TiN涂层的分层载荷。

 

  • Klingenmaier G J , Dobrash M .Adhesion Measurement of Thin Films, Thick Films and Bulk Coatings[J]. 1978.
  • Kattamis, T. Z .On the evaluation of adhesion of coatings by automatic scratch testing[J].Journal of Adhesion Science and Technology, 1993, 7(8):783-799.

 

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