一种气相沉积硬质薄膜结合强度的测试方法及装置

摘要

本发明公开了一种气相沉积硬质薄膜结合强度的测试方法及装置，在镀有硬质薄膜的金属试样表面，通过球形压头在一定载荷下反复压入，经过一定周次后压痕及周围的镀层出现剥落，采用光学摄像观察记录开始发生剥落时的周次，获得薄膜在该载荷下发生剥落时的载荷——剥落周次曲线，可表征硬质薄膜/金属或硬质合金基体之间的结合强度。本发明还提供了一种测试装置，主要包括一套循环压入试验机、电磁驱动系统、载荷控制和反馈系统、力传感器采集系统、光学摄像仪。本发明适用于工业领域广泛应用的金属或硬质合金基体表面的硬质薄膜的结合强度的测定，成本低、方法简单、可定量测定膜基界面结合强度，而且比传统的划痕和压入等方法更符合实际工况。

主权项

一种气相沉积硬质薄膜的结合强度测试方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)首先将气相沉积法制备的硬质薄膜样品通过夹具固定在样品台上，样品基体材料为金属或硬质合金；(2)手动调节样品台高度，使球形压头接近薄膜样品表面，当压头与其接触时，样品台下方的力传感器将发生变化的信号传输到计算机终端；(3)继续调节样品台高度，控制预载值小于测试峰值的80％，固定样品台高度位置，使之不能在随后进行的测试过程中发生任何移动；(4)在计算机终端中设置包括载荷大小、频率、循环周次的测试参数，并传输到载荷控制与反馈器中，通过信号转化最终反馈到加载驱动器上，加载驱动器按照设定的测试参数驱动压头对薄膜样品进行循环加载测试，频率为0.1－100赫兹；(5)通过光学摄像仪观察薄膜样品压痕形貌，并记录相应循环周次：直至薄膜发生剥落，准确记录薄膜发生剥落时的周次；(6)在步骤(4)给出的循环载荷参数基础上，重新设定循环载荷大小，按照步骤(1)～(5)重新对同一硬质薄膜样品其它部位进行循环加载测试，直至再次得到该循环载荷下薄膜发生剥落时所需剥落周次；(7)绘制载荷——剥落周次曲线，以曲线高低对薄膜试样的结合强度予以评价。