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专利号: 2015101338999
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种测量薄涂层厚度及其结合强度的方法,其特征是:测量薄涂层厚度及其结合强度的方法,基体表面制备的厚度为10nm到1μm范围的薄涂层,选用金刚石压针进行变载荷划痕,划痕长度为1-10μm,法向载荷为500μN-8000μN,在得到的纳米划痕数据结果中,可在摩擦系数随时间的变化曲线中找到曲线突变位置,结合法向力随时间的变化曲线,得出薄涂层被破坏时的法向载荷,再根据法向位移随时间的变化曲线得到压入深度,该深度即为涂层厚度,根据压入深度可计算出接触面积,进而计算出涂层的结合强度;具体步骤如下:a、将表面镀有涂层的材料进行表面抛光处理,直至表面粗糙度Ra=0.05;若是所镀涂层材料的表面粗糙度优于Ra=0.05,则不用抛光处理;

b、将样品用去离子水超声清洗5—10min,去离子水冲洗3次;

c、将样品平整的放置在原位纳米力学测试系统的样品室里;

d、然后对样品进行安全区域设置和系统标定;

e、对样品进行线性加载,完成上述实验后,打开划痕数据窗口,选择摩擦系数曲线,摩擦系数突变时对应的载荷即为涂层被破坏时的法向载荷,记下该临界载荷F,结合法向位移随时间曲线可得到涂层被破坏时的针尖法向位移,此时所对应的位移即为涂层厚度hc;

f、根据压入深度和针尖曲率半径计算出接触面积,面积公式为

2 1/2 1/4 1/8 1/16

A(hc)=C0 hc+C1 hc+C2 hc +C3 hc +C4 hc +C5 hc其中,C0、C1、C1、C4、C5为已知的常数,使用上一步得到的临界载荷与该接触面积相除,即得到涂层与基体的结合强度P,单位为MPa。