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涂镀层结合力检测技术及应用 涂镀层结合力检测技术及应用 研 究 生 课 程 论 文 (2021 -2021 学年第一学期) 涂镀层结合力检测技术及应用 涂镀层结合力检测技术及应用 摘 要：涂层结合力是涂层/基体材料体系中的一项重要的力学性能指标，而表征与评价涂层结合力又得依靠实验方式测定。由于涂层/基体材料体系的多样性和复杂性，至今还没有形成适合于测量这类材料的界面结合强度的标准方法。目前，常用来测量涂层结合强度的方法有：拉伸法、剪切法、弯曲法、划痕法、压入法等。本文就目前结合力检测技术做了综述，讨论了它们的适用范围，比较了它们的优势与不足。 关键词：涂层；结合力；检测技术 Coating binding force detection technology and its application School of materials science and engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640 Abstract: Coating binding force is an important mechanical performance index for the coating / substrate material system, and the characterization and evaluation of coating binding force have to rely on the experimental methods. Because of the diversity and complexity of the coating / substrate material system, up to now, the standard method suitable for measuring the strength of this kind of material interface has not yet been formed. At present, there are some methods such as tensile test, shear, bending, scratch, indentation methods commonly used to measure coating binding force. In this article, the current detection technologies of the coating binding force are summarized, and their applicable scope are discussed, their advantages and disadvantages are also compared. Keywords：coating；binding force；detection technology 在表面工程与材料科学中，广泛采用各种各样的涂层技术以达到保护基体材料的目的[1~5]。如防腐蚀超厚涂层在飞机发动机上的应用，涂层在各种工模具上的应用，集成电路中发挥绝缘等作用的涂层以及日常生活中的各种起装饰性作用的涂层等等。在工程实际中，从很大程度上说，涂层材料的寿命可以决定整个零部件或是设备的寿命。然而在服役过程中，由于涂层材料与基体材料在力学、热学等性能上存在着差异，因此在机械、热等各种载荷的作用下，两种材料会表现 出在应力、应变上的失配，最终导致涂层材料的失效。典型的失效模式为：涂层从基体材料上的剥落。 与基体材料附着不好的涂层，在服役过程中很容易脱落，无法保证持续使用。在相同的外界条件下，涂层结合力越大、界面的韧性越好，就意味着抵抗界面裂纹产生和扩展的能力越强，从而延迟涂层从基体材料上剥落，也就延长了工件的使用寿命。因此，评价与表征界面结合力就显得十分重要。 2界面结合力学性能的表征 涂层结合力的检测属于表面机械性能测试，表征和评价涂层结合力主要采用以下两种不同的形式： 一是力的形式，测量涂层从基体上分离开时单位面积上所需的最小力，主要包括界面拉伸强度和界面剪切强度，单位为MPa。 二是能量的形式，测量涂层从基体上分离开时单位面积上所需的能量，主要有界面韧性和界面断裂韧性，单位为J/m2。 界面的拉伸强度和剪切强度分别表征涂层在界面起裂瞬时作用在界面上的最大正应力和最大剪应力，其分别反映界面抵抗拉伸与剪切破坏的能力，是两个强度指标。依据对文[6,7]