涂層附著力實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、綜合性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：涂層附著力自動(dòng)劃痕儀計(jì)劃學(xué)時(shí)：6學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會(huì)使用WS—2005涂層附著力自動(dòng)劃痕儀，2.利用聲發(fā)射方法,來(lái)進(jìn)行0.5-100um的硬質(zhì)涂層的檢測(cè)。二、實(shí)驗(yàn)意義近二十多年來(lái),耐磨、防腐涂層特別是各種功能涂層在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、航天科技上得到廣泛應(yīng)用,收到了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。而任何涂層要發(fā)揮其功能的前提是附著強(qiáng)度的高低。附著強(qiáng)度不高的涂層,談?wù)撈渌|(zhì)量指標(biāo)是沒(méi)有意義的，涂層附著強(qiáng)度的檢驗(yàn),就成了涂層產(chǎn)品供需雙方首先關(guān)注的問(wèn)題。三、實(shí)驗(yàn)儀器和材料實(shí)驗(yàn)儀器：WS—2005

2、涂層附著力自動(dòng)劃痕儀，該設(shè)備包括高精度連續(xù)加載系統(tǒng)、聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)、摩擦力檢測(cè)系統(tǒng)、樣品拖動(dòng)平臺(tái)、底座、支架和控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)材料：一塊0.5-100um的硬質(zhì)涂層材料。四、儀器工作原理涂層附著力劃痕試驗(yàn)儀運(yùn)用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)、摩擦力檢測(cè)技術(shù)及微機(jī)自控技術(shù)，通過(guò)自動(dòng)加載機(jī)構(gòu)將負(fù)荷連續(xù)加至劃針（金剛石壓頭）上，同時(shí)移動(dòng)試樣，使劃針劃過(guò)涂層表面。通過(guò)各傳感器獲取劃痕時(shí)的聲發(fā)射信號(hào)、載荷的變化量、摩擦力的變化量輸入計(jì)算機(jī)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換將測(cè)量結(jié)果繪制成圖形，由此可得到涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度（涂層破壞瞬間的臨界載荷）。涂層附著

3、力劃痕試驗(yàn)儀有兩種檢測(cè)模式,一種是利用聲發(fā)射方法,主要適用于0.5-100um的硬質(zhì)涂層的檢測(cè)。當(dāng)劃針將涂層劃破或剝落時(shí)會(huì)發(fā)出微弱的聲信號(hào),此時(shí)載荷即為涂層的臨界載荷,由此可得到涂層與基底的臨界載荷。另一種是摩擦力方法，是利用涂層與基底的摩擦系數(shù)差別較大的材料的測(cè)試,劃針將涂層劃破或脫落時(shí),摩擦力將發(fā)生較大變化,摩擦力曲線由此亦發(fā)生變化,以此判定涂層的臨界載荷。此方法主要用于較軟涂層。五、儀器測(cè)量方法動(dòng)載測(cè)試方法：按設(shè)定的加載速率和劃痕速度，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)同時(shí)啟動(dòng)連續(xù)加載和被測(cè)樣品平移，隨著施加于金剛石錐尖至

4、樣品表面負(fù)荷不斷增大和樣品的連續(xù)移動(dòng)，自動(dòng)檢測(cè)劃痕過(guò)程中變化的載荷值和樣品表面涂層破損剝落時(shí)產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，并顯示聲發(fā)射信號(hào)與載荷變化的對(duì)應(yīng)曲線。到達(dá)設(shè)定的載荷后,測(cè)試結(jié)束。加載載荷自動(dòng)卸載到零點(diǎn)，樣品返回原位。一、儀器主要技術(shù)指標(biāo)加荷范圍:0.01N-200N自動(dòng)連續(xù)加荷,精度0.1N劃痕速度:2mm/min-10mm/min加荷速率:10N/min-100N/min測(cè)量范圍：0.5μm-100μm劃痕范圍：1mm－20mm，自動(dòng)摩擦力顯示：0.5–1000g加載壓頭：金剛石。錐角120度，尖端半經(jīng)Ｒ＝0

5、.2mm顯微鏡：100*2.5測(cè)試操作：鍵盤(pán)操作，微機(jī)控制二、實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果測(cè)試1、準(zhǔn)備工作(1)檢查儀器是否良好接地。(2)各接線插頭是否正確，接觸良好。(3)機(jī)架平臺(tái)放置要平穩(wěn)、牢靠。(4)調(diào)整好主機(jī)加載橫梁固定鏍釘?shù)乃删o。(5)將所測(cè)樣品清洗干凈。2、開(kāi)機(jī)（1）檢查整機(jī)接線準(zhǔn)確無(wú)誤后，打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源。進(jìn)入windowsXP資源管理器窗口,在驅(qū)動(dòng)器D盤(pán)下“WS-劃痕儀”目錄中找到WS-****.exe執(zhí)行文件。雙擊鼠標(biāo)，進(jìn)入儀器運(yùn)行程序。屏幕顯示儀器封面窗體，用鼠標(biāo)左鍵單擊窗體右下角圖標(biāo)，屏幕出現(xiàn)主控窗體

6、。（2）打開(kāi)儀器控制箱電源，此時(shí)控制箱電源燈亮。預(yù)熱五分鐘。（3）調(diào)整載荷零點(diǎn)：主控箱預(yù)熱后，逆時(shí)針旋動(dòng)主機(jī)加載螺桿，使加載梁前端離開(kāi)載荷傳感器球形支點(diǎn)，金剛石壓頭離開(kāi)樣品表面。調(diào)整儀器控制箱載荷調(diào)零旋鈕，使屏幕主控窗口右上方載荷文本框中數(shù)值顯示為“0”，然后再劃痕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加載螺桿使載荷文本框中數(shù)值顯示為“0.01”，此時(shí)壓頭剛好觸及試樣表面，準(zhǔn)備測(cè)試。3、聲發(fā)射測(cè)試模式操作方法（1）將試樣夾具1放入測(cè)試平臺(tái)，擰緊固定旋鈕。把試樣平穩(wěn)地放在樣品夾具內(nèi)，將試樣夾緊。（2）調(diào)整試樣平臺(tái)升降旋鈕，使試樣剛好觸及金

7、石壓頭。注意調(diào)整載荷零點(diǎn)。（3）在《設(shè)定窗口》的運(yùn)行方式單選框中選擇<動(dòng)載荷>運(yùn)行方式。在測(cè)量方式單選框中選擇<聲發(fā)射>測(cè)量方式，其余文本框中輸入相應(yīng)參數(shù)。（4）單擊<動(dòng)載>按鈕，開(kāi)始測(cè)試。（5）臨界載荷的精確定位：一次測(cè)試完成后，用戶(hù)選定圖形首次起峰處，用鼠標(biāo)箭頭指在聲發(fā)射圖形曲線的首次起峰處，按下鼠標(biāo)中鍵，臨界載荷數(shù)值自動(dòng)顯示在臨界載荷文本框中。一、數(shù)據(jù)處理測(cè)試數(shù)據(jù)為實(shí)際測(cè)量值,以文本文件的格式存儲(chǔ)。測(cè)量數(shù)據(jù)文件的參數(shù)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)順序如下：1┉16行為試驗(yàn)條件，顯示的參數(shù)是樣品種類(lèi)、樣品編號(hào)、樣品材料、加載

8、速率、劃痕速度、試驗(yàn)載荷、運(yùn)行方式、試驗(yàn)日期。從17┉1020行開(kāi)始為試驗(yàn)數(shù)據(jù)，共分三列：第一列動(dòng)態(tài)載荷測(cè)量值第二列聲發(fā)射信號(hào)測(cè)量值第三列摩擦力測(cè)量值數(shù)據(jù)文件可以***.txt文本文件方式打開(kāi)。也可用MicrosoftExcel電子表格工具軟件打開(kāi)，進(jìn)行繪圖并轉(zhuǎn)換為電子圖表文件存儲(chǔ)格式。詳細(xì)操作說(shuō)明請(qǐng)參閱MicrosoftExcel軟件應(yīng)用參考書(shū)。二、注意事項(xiàng)1.儀器使用的計(jì)算機(jī)為專(zhuān)用控制機(jī)。嚴(yán)禁更