菲希爾劃痕測量方法

菲希爾劃痕測量方法

方法及評估
劃痕試驗是一種*的材料測試方法。在實驗室環(huán)境中模擬了涂層在日常使用中所承受的各種應(yīng)力。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1624和ISO 20502，以及DIN EN 1071-3，劃痕試驗可用于檢測涂層的附著力和結(jié)合強(qiáng)度。

劃痕過程
一個圓形金剛石壓頭(洛氏壓頭)壓在被測表面上。當(dāng)樣品以恒定的速度在壓頭下移動時，壓頭會在樣品表面留下劃痕。

壓頭施加在樣品表面的試驗載荷可以保持不變，也可以逐漸增大。恒定的試載荷適用于測定材料的簡單劃痕硬度。然而，在大多數(shù)測量中，使用的是漸進(jìn)式載荷模式，這時壓頭所施加的載荷是步進(jìn)式增加或線性增加。

在低載荷作用下，涂層可以抵抗壓頭。但隨著載荷增加，材料所受應(yīng)力也會增加，直到材料在某個特點被破壞:臨界載荷LC，在該處產(chǎn)生失效形式(如裂紋)是特定涂層的典型特征；最后，涂層在更大的載荷作用下開始脫落。

 Scratch test
試驗結(jié)果評估
通常通過光學(xué)方法對試驗結(jié)果進(jìn)行評估。在高分辨率顯微鏡下，試驗人員確定第一次出現(xiàn)裂紋、或當(dāng)涂層開始剝落時所對應(yīng)的載荷。常見的失效形式包括魚骨狀的裂紋、月牙狀的失效以及大面積的剝落。

因為劃痕試驗是一種依賴于參考測量的比較法，所以須由用戶來判斷零界載荷位置。

除了光學(xué)分析，ST30和ST200還可以提供切向載荷和聲發(fā)射等其他評估參數(shù)。

切向載荷FT是材料對壓頭施加的阻力。該值可與正向載荷FN一起計算摩擦系數(shù)。

當(dāng)涂層失效時，其聲發(fā)射信號通常會增加，如刮擦或裂紋的聲音。Fischer劃痕儀可以結(jié)合載荷及聲發(fā)射信號曲線來評估涂層的失效。

需要注意：壓頭磨損
在劃痕試驗中壓頭屬于易損件。由于壓頭磨損很快，尤其是測試硬涂層如DLC，壓頭應(yīng)定期在顯微鏡下檢查。經(jīng)驗法則:金剛石洛氏壓頭可在硬質(zhì)涂層上進(jìn)行約100-200次的劃痕測試。