使用显微镜测定具有目视检查的材料涂层中的失效机制亚博网站下载

涂层是常用的表面改性方法之一，可提高系统的摩擦学性能。对基板和耐久性的粘附性是重要的参数，并且划痕测试是一种广泛使用的技术，用于快速筛选和理解材料表面涂层的行为。

尽管摩擦力（FF）和声发射（AE）的不同变化指示划痕期间的损伤事件，但使用显微镜进行目视检查是确定涂层故障机制的最可靠的方法。

在这项研究中，我们考虑了使用商业DLC涂层的划痕损伤机制DUCOM UNETEST.。划痕模块具有在线光学成像（最多500倍倍率），残余深度扫描，声发射传感器，摩擦力传感器和称重传感器（0.1至200n）（参见图1）。可以在最单位的能力的更多细节找到最单一的网站。

图1。单结合线性运动级，用于划痕测试与光学成像系统集成。高级软件可以自动拼接划痕图像并叠加在力测量图上。

利用半径为200μm的标准罗克韦尔金刚石压印尖端划伤DLC涂层。表1显示了临时测试参数。通过没有缺陷（凹坑，裂缝和芯片）的罗克韦尔金刚石尖端确保了可重复性和准确的评估。3D光学轮廓测定和光学显微镜和模块的组合用于识别用于划伤测试的良好手写笔。

表格1。钢基材上DLC涂层的划痕条件（HRC 62）。来源：DUCOM.

涂层失效模式

对应于涂层失效模式和内联成像的特征摩擦力签名用于鉴定DLC涂层的多种故障机制（参见图2）。

图2。来自Ducom最单位的实时正常负载，切向力和缝合光学图像。还突出了摩擦系数（触控笔与涂层之间测量）的渐进式故障机制的相关性。

表2显示了基于视觉观察和与摩擦力响应相关的关键故障负载DUCOM UNETEST.。下面描述的是所识别的三种不同损伤机制。

表2。DLC涂层的关键故障负载和故障机制的描述。来源：DUCOM.

加载1

在该区域中，涂层不经历没有可见损坏的塑性变形。牵引（摩擦）系数值足以用于DLC涂层，在0.1和0.15之间的值。

LC.₁<加载2（凝聚力失败）

在该区域中，相对较小的横向裂缝在轨道的边缘发生，如隔离事件。触控笔后面的拉伸应力导致通过刮擦方向的厚度裂缝。由于破裂而导致的摩擦力签名变得嘈杂。

LC.₂<加载3.（粘合衰竭 - 1）

在这个区域，随着负载的增加，孤立边缘芯片转换成集群。此类裂缝是由提升(屈曲)和开裂或完全分离(切屑)引起的，通常是由于压缩应力。当触头接触到轨道边缘损坏的涂层时，摩擦力的斜率会发生相应的变化。

加载> LC._3.（粘合剂衰竭 - 2）

在该区域中，分层将边缘延伸到轨道的中心，以将涂层分离在贴片中并最终导致总剥离。触控笔在粗略的轨道上进行了进展，并且具有与底层基板和涂层的涂层接触，摩擦力的显着增加。

如表3所示，诸如这些（贯穿厚度裂化，亮相，剥落和切屑）的损伤机构是薄，脆性涂层的特征，如表3所示。

表3。不同涂层基板组合中的失效机制（适应公牛，1997，摩擦学INTL）。

DUCOM UNETEST.具有高保真摩擦力传感器和内联成像可以在划伤高级涂层期间识别和区分粘合剂和内聚失效模式。它为下一代表面工程修改的损坏耐受性和耐用性提供了高性能的研究和科学洞察力。

补充材料（钻石手写件成像）

图3。光学轮廓测定和显微镜成像，识别良好和钻石Styli。对称轮廓曲线（Profilometer）和光滑的反射表面（显微镜）暗示了一个良好的手写笔，可以提供准确和可重复的结果。糟糕的手写笔在尖端的刻面和高原而不是半球形几何形状。DUCOM Unitest Platforms提供3D非接触式轮廓测量和光学成像。

此信息已采购，审核，并从Ducom提供的材料调整。亚博网站下载

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