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菲希爾劃痕測(cè)量方法

方法及評(píng)估
劃痕試驗(yàn)是一種公認(rèn)的材料測(cè)試方法。在實(shí)驗(yàn)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(yàn)可用于檢測(cè)涂層的附著力和結(jié)合強(qiáng)度。

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

壓頭施加在樣品表面的試驗(yàn)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(cè)定材料的簡(jiǎn)單劃痕硬度。然而，在大多數(shù)測(cè)量中，使用的是漸進(jìn)式載荷模式，這時(shí)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(huì)增加，直到材料在某個(gè)特點(diǎn)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(yàn)結(jié)果評(píng)估
通常通過光學(xué)方法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。在高分辨率顯微鏡下，試驗(yàn)人員確定第一次出現(xiàn)裂紋、或當(dāng)涂層開始剝落時(shí)所對(duì)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?yàn)閯澓墼囼?yàn)是一種依賴于參考測(cè)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(píng)估參數(shù)。

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

當(dāng)涂層失效時(shí)，其聲發(fā)射信號(hào)通常會(huì)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(hào)曲線來評(píng)估涂層的失效。

需要注意：壓頭磨損
在劃痕試驗(yàn)中壓頭屬于易損件。由于壓頭磨損很快，尤其是測(cè)試硬涂層如DLC，壓頭應(yīng)定期在顯微鏡下檢查。經(jīng)驗(yàn)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(cè)試。