如何测量涂层的结合力
涂层结合力是指涂层与被涂层基体外观的相互粘附能力,也就是将涂层从基体上剥离的难易程度。越难剥离,意味着涂层的结合力越好。工业上用来测量涂层结合力的方法重要有三种,分别为划痕法,压痕法,球痕法。
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划痕法
划痕法是一种“定量”测量涂层膜基结合强度和失效情势的标准试验方法,用一个加有金刚石圆球状的针头在涂层外观延续划行,同时在针头上渐渐增长载荷,当涂层被完全划穿或者涂层出现显明剥落那一刻所加载的载荷力就是涂层的结合力,用牛顿N透露表现。
美国ASTM C1624-05标准是适用于陶瓷或者金属基底上沉积的硬质陶瓷涂层(维氏硬度高于5GPa,厚度≤30um),在室温下,结合力的测试。简单的表述为,通过在显微镜下观察划痕的图像,标记出LC1和LC2甚至LC3的点,计算出现这些点的位置所施加的载荷大小。通常LC1指划痕边缘开始出现裂纹,说明涂层开始失效,LC2指划痕开始出现剥落,说明涂层已经完全失效,一样平常我们用LC2来定义该涂层的结合力。目前国际上大多使用该标准。
国标JB/T 8554-1997是我国用来测量膜基结合力的划痕试验方法,是通过检测涂层在被划穿的那一瞬间的声旌旗灯号,来确定涂层失效点,即涂层的结合力。因为这个声音很小,人的听觉很难正确感觉到,一样平常在被测件和针头之间安装能接受薄弱声音的传感器,然后将旌旗灯号放大,一样平常用声旌旗灯号曲线上出现的第一个声谱峰值所对应的载荷作为膜基结合力的值。
因为声旌旗灯号受环境影响较大,所以许多单位照旧采用行使光学显微镜观察划痕轨迹的方法,通过确定LC2值的方法,确定膜基的结合力。
划痕仪一样平常价格较贵,国内划痕仪基本都在10万元以上,所以小企业很少购买,一样平常大企业,黉舍或者研究所购买划痕仪。
2. 压痕法
压痕测试法是一种“定性”测量膜基结合力的方法,用洛氏硬度计的金刚石压头在样品的指定位置上打压出一个凹坑,凹坑处的样品基材因为变形儿时基材与涂层之间产生响应的应力,该应力有可能使凹坑四周的涂层脱落。对于不同材料的基体,采用不同的测试方法。对于钢基体,采用HRC方法,其测试加压载荷为150Kgf;对于硬度高的基体,如硬质合金等,采用HRA方法,其测试加压载荷为60Kgf。在显微镜下观察凹坑的形貌,与标准对比,判断涂层的结合力是否合格。
大多数的涂层公司均采用该方法进行膜基结合力的测试。
3. 球痕法
球痕法同样是一种“定性”测量膜基结合力的方法,是用肯定直径的钢球在滁层外观上研磨,将涂层磨穿,在涂层和基体上留下一个圆形(涂层外观为平面时)或椭圆形(涂层外观为圆柱面时)凹坑。研磨的时问要掌握好,凹坑的深度肯定要超过涂层的厚度。另外,因为涂层很硬.钢球报难直接将涂层磨穿,所以研磨时,要先在钢球上研磨区域涂上些许金刚石粉末(粒度在7um以下),并喷上酒精以稀释金刚石粉末和研磨时润滑。
在显微放大镜下将凹坑放大50~100倍.会看见涂层与基体之闻有一条分解线,观察这条分界线的外形来判断涂层与基体之间的结合力是好照旧不好。假如这条界线特别很是清晰划一.则涂层结合力好.假如这条分界线犬齿交错或出现断层,则涂层结合力不好。
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