菲希尔划痕测量方法

菲希尔划痕测量方法

方法及评估
划痕试验是一种*的材料测试方法。在实验室环境中模拟了涂层在日常使用中所承受的各种应力。根据标准ASTM C1624和ISO 20502，以及DIN EN 1071-3，划痕试验可用于检测涂层的附着力和结合强度。

划痕过程
一个圆形金刚石压头(洛氏压头)压在被测表面上。当样品以恒定的速度在压头下移动时，压头会在样品表面留下划痕。

压头施加在样品表面的试验载荷可以保持不变，也可以逐渐增大。恒定的试载荷适用于测定材料的简单划痕硬度。然而，在大多数测量中，使用的是渐进式载荷模式，这时压头所施加的载荷是步进式增加或线性增加。

在低载荷作用下，涂层可以抵抗压头。但随着载荷增加，材料所受应力也会增加，直到材料在某个特点被破坏:临界载荷LC，在该处产生失效形式(如裂纹)是特定涂层的典型特征；最后，涂层在更大的载荷作用下开始脱落。

 Scratch test
试验结果评估
通常通过光学方法对试验结果进行评估。在高分辨率显微镜下，试验人员确定第一次出现裂纹、或当涂层开始剥落时所对应的载荷。常见的失效形式包括鱼骨状的裂纹、月牙状的失效以及大面积的剥落。

因为划痕试验是一种依赖于参考测量的比较法，所以须由用户来判断零界载荷位置。

除了光学分析，ST30和ST200还可以提供切向载荷和声发射等其他评估参数。

切向载荷FT是材料对压头施加的阻力。该值可与正向载荷FN一起计算摩擦系数。

当涂层失效时，其声发射信号通常会增加，如刮擦或裂纹的声音。Fischer划痕仪可以结合载荷及声发射信号曲线来评估涂层的失效。

需要注意：压头磨损
在划痕试验中压头属于易损件。由于压头磨损很快，尤其是测试硬涂层如DLC，压头应定期在显微镜下检查。经验法则:金刚石洛氏压头可在硬质涂层上进行约100-200次的划痕测试。