氣相沉積薄膜與基體附著力劃痕試驗儀詳細介紹 JB/T 8554-1997 上海傲穎智能

更新時間：2024-08-26

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氣相沉積薄膜與基體附著力劃痕試驗儀是一種用于測量薄膜與基體之間附著力的專業(yè)設(shè)備。以下是對該試驗儀的詳細介紹：

一、基本原理

氣相沉積薄膜與基體附著力劃痕試驗儀通過在涂覆了薄膜的材料表面施加一定的機械壓力，造成劃痕，從而觀察薄膜在各個層次下的脫離行為。通過對劃痕的觀察和分析，可以得到薄膜的附著力值，進而評估其性能。薄膜的附著力不僅影響其在基體表面的穩(wěn)定性，還決定了其在使用過程中性能的優(yōu)劣。

二、主要組成部件

該試驗儀主要由以下部件組成：

壓頭連續(xù)加載電機：用于施加精確的力量，以測試不同條件下的薄膜附著力。
聲發(fā)射探頭：探測劃痕產(chǎn)生的聲發(fā)射強度并輸入微機，用于分析劃痕過程中的力學變化。
洛氏硬度計標準壓頭：通常由硬質(zhì)材料制成，如金剛石，用于在樣品表面進行劃痕。
試樣臺：用于固定樣品，確保測試過程中的穩(wěn)定性。
位移電機：用以勻速沿水平方向拖動試樣臺，實現(xiàn)劃痕的連續(xù)進行。
切向摩擦力傳感器：連續(xù)檢測壓頭與薄膜之間的摩擦力并輸入微機，用于分析摩擦力對劃痕過程的影響。
加載壓力傳感器：實時監(jiān)測并記錄加載在壓頭上的壓力值。
光學顯微鏡：高清成像系統(tǒng)能夠?qū)崟r拍攝劃痕過程，并對劃痕后的薄膜進行觀察和分析。
數(shù)據(jù)處理軟件：對試驗結(jié)果進行處理和分析，生成詳細的報告，直觀地呈現(xiàn)測試結(jié)果。

三、技術(shù)參數(shù)

控制系統(tǒng)：PLC+Windows系統(tǒng)，提供穩(wěn)定可靠的控制環(huán)境。
操作界面：彩色觸摸屏15寸，嵌入式工業(yè)電腦，操作簡便直觀。
樣品尺寸：長方體：長40～50mm，寬30～45mm，高6～20mm；或圓柱體φ(40～45)mm×(6～20)mm。
樣品要求：試樣在溫度(20±5)℃和相對濕度(50±10)%RH的條件下至少放置8h，以確保測試結(jié)果的準確性。
壓頭規(guī)格：按GB/T 2848規(guī)定的條件選擇金剛石壓頭（頂角120°，頂端半徑R在200μm±5μm范圍內(nèi)），并在不小于40倍的顯微鏡下檢測壓頭，確認其頂端是光滑潔凈的球面后方可使用。
劃痕速度：(10±1)mm/min，可在觸摸屏上任意設(shè)置。
加載速率：對硬質(zhì)薄膜為(20～40)N/min；對非硬質(zhì)薄膜為(5～10)N/min。
精度：0.03N，確保測試結(jié)果的準確性。
電機：伺服電機86型+驅(qū)動器，提供穩(wěn)定的動力輸出。
運動模式：絲桿+導軌，精度0.001mm，確保測試過程中的高精度運動。
測試高度范圍：0-100mm，滿足不同樣品的測試需求。
測試模式：往復式運動，可單線運動，工業(yè)電腦觸摸屏上設(shè)置，靈活方便。
運動范圍：Y距離0-900mm，Y距離0-540mm，確保測試過程中的充分運動。
用電：220V，120W，20A，50hz，符合一般實驗室用電要求。
外形尺寸：約1000mm600640mm，便于在實驗室中安裝和使用。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

氣相沉積薄膜與基體附著力劃痕試驗儀廣泛應(yīng)用于電子器件、光學器件及微機電系統(tǒng)(MEMS)等應(yīng)用中，對于確保產(chǎn)品質(zhì)量和性能具有重要意義。通過對薄膜附著力的評估，科研人員可以優(yōu)化沉積工藝、選擇適宜的材料，從而提高產(chǎn)品的整體效果和使用壽命。

五、操作步驟

進行氣相沉積薄膜與基體附著力劃痕試驗時，一般遵循以下操作步驟：

樣品準備：將氣相沉積的薄膜樣品固定在試驗臺上，確保表面平整且清潔。
調(diào)整施力裝置：根據(jù)需要測試的薄膜類型和所需的力量進行設(shè)置，確保施力均勻。
進行劃痕測試：啟動施力裝置，使劃痕頭在樣品表面上進行劃痕。可以通過調(diào)整速度和力度來試驗不同的條件。
觀察與記錄：使用成像系統(tǒng)實時監(jiān)測劃痕過程，記錄劃痕的寬度、深度等參數(shù)。通過精確的測試儀器和方法，可以獲得豐富的材料數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計和工藝改進提供堅實的基礎(chǔ)。