薄膜結(jié)合力性能測(cè)試

1、東南大學(xué)材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名 徐佳樂(lè) 班級(jí)學(xué)號(hào) 12011421 實(shí)驗(yàn)日期 2014/9/2 批改教師 課程名稱(chēng) 電子信息材料大型實(shí)驗(yàn) 批改日期 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 薄膜結(jié)合力性能測(cè)試 報(bào)告成績(jī) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握薄膜/涂層結(jié)合力評(píng)價(jià)原理和方法；2、 了解劃痕儀操作技術(shù)。二、 實(shí)驗(yàn)原理任何薄膜要發(fā)揮其功能的前提是附著強(qiáng)度的高低。附著強(qiáng)度不高的薄膜，談?wù)撈渌|(zhì)量指標(biāo)是沒(méi)有意義的，因此涂層附著力強(qiáng)度是薄膜性能的重要指標(biāo)。劃痕試驗(yàn)用具有光滑圓錐頂尖的劃針，在逐漸增加載荷下刻畫(huà)涂層表面，直至涂層被破壞，涂層破壞時(shí)所加的載荷稱(chēng)為臨界載荷，并以此作為涂層與基體附著強(qiáng)度的度量。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟測(cè)量

2、不同參數(shù)下TiN的結(jié)合力（1）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。（2）調(diào)整載荷零點(diǎn)：主控箱預(yù)熱后，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)主機(jī)加載螺桿，使加載梁前端離開(kāi)載荷傳感器球支點(diǎn)。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)劃痕壓頭剛好觸及試樣表面。（3）設(shè)定加載速率10N/min和劃痕速度2mm/min。（4）點(diǎn)擊測(cè)量按鈕，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。獲得劃痕過(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(xiàn)。（5）保存曲線(xiàn)，判斷臨界載

3、荷，用體視顯微鏡觀察確定。四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析樣品：TiAlCN薄膜試驗(yàn)1加載載荷：30N加載速率：10N/min劃痕速度 ：2mm/min劃痕長(zhǎng)度：5mm從曲線(xiàn)中可以明顯看出薄膜在載荷為17.5N開(kāi)始破損剝落，并且載荷越大薄膜破損程度也越大。當(dāng)載荷超過(guò)28N后，曲線(xiàn)峰值開(kāi)始下降，這說(shuō)明劃針開(kāi)始接觸到基底。因?yàn)榛子捕却?，沒(méi)有剝落，所以聲信號(hào)減弱。此薄膜的臨界載荷為17.5N。在17.5N之前的聲信號(hào)可能是薄膜表面不平整導(dǎo)致部分薄膜被剝落，所以剝落程度很小。試驗(yàn)2加載載荷：40N加載速率：15N/min劃痕速度：2mm/min劃痕長(zhǎng)度：6mm第二次試驗(yàn)同樣是之前的樣品，但是改變了試驗(yàn)參數(shù)，加大了載荷、加載速度和劃痕長(zhǎng)度。從23N開(kāi)始聲信號(hào)開(kāi)始突然增大，38N開(kāi)始下降。因?yàn)榇嗽囼?yàn)是一個(gè)微區(qū)測(cè)試試驗(yàn)，鍍膜時(shí)沒(méi)有控制好膜的均勻性會(huì)導(dǎo)致膜表面不同部位性能各異，所以實(shí)驗(yàn)二結(jié)果為薄膜臨界載荷23N與實(shí)驗(yàn)一結(jié)果不同。雖然試驗(yàn)結(jié)果不同，但兩次試驗(yàn)還是有共性的。在臨界載荷前，都會(huì)產(chǎn)生微弱的聲信號(hào)，不過(guò)第二次的信號(hào)更不穩(wěn)定，可能是因?yàn)榧虞d速度過(guò)大劃針在膜表面運(yùn)動(dòng)時(shí)不穩(wěn)定導(dǎo)致。五、 思考題1實(shí)驗(yàn)中如發(fā)現(xiàn)曲線(xiàn)上出現(xiàn)異常信號(hào)，如何辨認(rèn)其反應(yīng)的信息？答：如果異常信號(hào)在臨界載荷之前產(chǎn)生且信號(hào)強(qiáng)度不大，可能是因?yàn)槟?/p>