对几种薄膜硬度测试方法的评定

用传统的显微硬度计直接测量薄膜硬度难以避免基体的影响且小载荷压入时产生的较小的压痕不易被准确测量。纳米压入仪是一种可以精确控制及测量压入深度的高精度仪器。这种通过测压入深度测硬度值的技术可以减少基体硬度对薄膜测量硬度的影响同时产生的误差较直接测压痕对角线的误差小。但是，纳米压入仪对试样表面光洁度要求高，仪器价格昂贵。这些都限制其在实际工业中的应用。较好的一种硬度测试方法是通过传统显微硬度计在不同的大载荷下测得膜基复合硬度，同时建立适当的模型计算出薄膜的本征硬度值。此方法可能更适合于常规应用。     

新的薄膜本征硬度和复合硬度关系模型

薄膜硬度测试是薄膜力学性能表征的一个重要方面. 针对硬膜软基底系统, 引入界面约束的概念, 以球形空洞扩张理论为基础, 并假设薄膜和基底分别发生柱面和径向变形, 建立了一个新的薄膜本征硬度和复合硬度关系模型, 并对其正确性进行了验证. 应用该模型, 可从薄膜复合硬度中分离出本征硬度. 新模型与Burnett-Rickerby模型相比, 建立了新的界面约束因子表达式, 该界面约束因子包含泊松比的影响, 并且其值并不依据经验判断来确定, 而由膜基弹塑性性能来确定.     

离子镀铝青铜薄膜硬度测量

本文讨论了用常规维氏硬度计测量离子镀所得薄膜硬度时所产生的问题,不同载荷下硬度值的变化,以及应如何准确地测量薄膜的硬度,并分析了测量结果。     

厚度小于0．3mm钽薄片的显微硬度测试方法研究

采用HX－1000为微硬度计对厚度小于0．3mm钽薄片的显微硬度进行了实验研究，结果表明，钽片的测试方式、负荷大小及负荷保持时间等条件不同，其显微硬度值也不相同。通过长时间的实验及用户反馈的信息，确定了钽薄片的固定测试方式及负荷大小等测试条件。     

Ti（C,N）薄膜的复合硬度与本征硬度的研究

本文对不同性质的膜－基体系通过确定Ｃ的具体取值对Ｊｏｅｎｓｓｏｎ－Ｈｏｇｍａｒｋ模型予以修正，研究了等离子体增强化学气相沉积Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）薄膜的硬度及其随成分组织的变化，Ｔｉ（ｃ，Ｎ）薄膜具有较小的晶粒尺寸和较高的残余压应力，其硬度远高于一般的整体材料，在确定的工艺条件下，其值主要取决于膜的含碳量，大体成线性增加关系。     

类金刚石薄膜硬度的研究

采用脉冲真空电弧离子源镀制了类金刚石薄膜,研究了影响类金刚石薄膜硬度的各种因素,包括:基片温度、主回路电压、清洗时间、膜层厚度和脉冲频率等,分析了各种镀制参数对薄膜硬度的影响机理,找出了最佳镀制工艺参数.     

熔烧状态对Co基合金涂层显微结构及硬度的影响

采用高频感应真空熔覆技术,制备钴基合金涂层.使用扫描电子显微镜观察涂层在不同深度的组织结构,用X射线能谱仪(EDS)探测涂层的化学元素组成,用显微硬度计测量涂层不同深度的显微硬度值.试验结果表明,熔烧状态的不同对涂层和基体化学元素之间扩散程度有显著的影响.熔烧时间越长,扩散程度越大.钴基合金涂层的硬度显著高于Q235钢基体,其显微硬度随着熔烧时间的延长而略有降低,但其硬度更均匀.     

磁控溅射制备Ti-Si-N纳米薄膜的摩擦磨损性能

采用磁控溅射方法在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上沉积Ti-Si-N纳米薄膜。结果发现：随着Si含量增加，薄膜的晶粒尺寸逐渐变小，晶粒尺寸范围在3nm～20nm之间。薄膜的显微硬度相对于TiN有明显增加，最大硬度可达43．5GPa。Si元素的加入亦改善了膜基结合强度。同时发现，Ti-Si-N纳米薄膜的摩擦系数和比磨损率随着Si含量的增加先减小后增加，其高温摩擦系数明显低干常温，但比磨损率却有显著提高。     

Ti-Si-N纳米复合薄膜的结构与性能

用工业型脉冲直流等离子体增强化学气相沉积技术,在高速钢(W18Cr4V)表面沉积了Ti-Si-N复合薄膜,研究了Ti-Si-N复合薄膜的微观组织和力学性能.结果显示,薄膜相结构为纳米晶TiN和纳米晶或非晶TiSi2以及非晶相Si3N4;在Si含量为5.0 at%～28.0 at%范围内,薄膜的晶粒尺寸逐渐变大;Ti-Si-N薄膜的显微硬度相对于TiN有明显增加,最高硬度可达40 GPa;高温退火后,Ti-Si-N纳米复合薄膜的显微硬度与晶粒尺寸在800℃高温下仍然保持稳定.     

脉冲偏压对电弧离子镀Ti/TiN纳米多层薄膜显微硬度的影响

采用脉冲偏压电弧离子镀方法在高速钢基体上沉积Ti／TiN纳米多层薄膜,采用正交实验法设计脉冲偏压电参数,考察脉冲偏压对Ti／TiN纳米多层薄膜显微硬度的影响．结果表明,在所有偏压参数（脉冲偏压幅值、占空比和频率）和几何参数（调制周期和周期比）中,脉冲偏压幅值是影响显微硬度的最主要因素;当沉积工艺中脉冲偏压幅值为900V、占空比为50％及频率为30kHZ时,薄膜硬度可高达34．1GPa,此时多层膜调制周期为84nm,TiN和Ti单元层厚度分别为71和13nm;由于薄膜中的单层厚度较厚,纳米尺寸的强化效应并未充分体现于薄膜硬度的贡献中,硬度的提高主要与脉冲偏压工艺,尤其是脉冲偏压幅值对薄膜组织的改善有关．     

管道焊缝未熔合的底片评定

对管道焊缝射线照相底片进行评定时,由于焊缝存在的单边未焊透、条形缺陷、根部内凹和咬边及成型不良等影像类似未熔合,而引发各方对缺陷定性的争议。就管道焊缝和射线照相工艺特点,研究未熔合和相类似缺陷的影像特征及评定方法,以帮助正确判定未熔合。     

金属尘化腐蚀膜的力学性能测试方法

金属尘化是铁基、镍基合金发生在高温碳氢环境下的一种灾难性腐蚀,其腐蚀产物膜的主要成分为脆性渗碳物M3C。本文针对脆性薄膜的特性,介绍了测试尘化膜层力学性能的几种方法,包括压痕法、声学方法、X射线衍射法等。     

薄膜/涂层材料界面结合强度评价方法研究进展

薄膜/涂层与基体间的结合强度作为评价膜层质量的关键指标之一,是保证膜层满足力学、电学、光学以及磁学等使用性能的根本前提.薄膜/涂层材料界面结合性能的表征是表面科学与工程领域的重要组成部分,亦是研判和预防界面失效的基本依据.近年来,新材料、新装备、新技术和新工艺的不断涌现,加剧了界面微观结构的复杂性和结果的不可预测性,同...     

喷涂层与喷熔层硬度和冲蚀磨损性能的比较

通过对高硬度耐磨喷涂层与Ni60喷熔层硬度及冲蚀磨损性能的比较，可看出喷涂层的硬质相的显微硬度与喷熔层相当；在冲蚀磨损试验中，当小角度冲蚀时喷熔层是喷涂层的2．53倍，在大角度冲蚀时喷熔层是喷涂层的1．43倍。试验证明，考虑生产成本、喷涂效率及对基体的影响等方面，喷涂层在强化某些零部件上可替代喷熔层。     

20钢表面多元共渗硬度的研究

采用低温气体多元共渗技术在20钢表面同时渗入C、N、O三种元素,在材料表面形成了厚且致密均匀的渗层.利用X射线衍射和扫描电子显微技术测定了渗层相的组成以及渗层的表面形貌,结果表明:渗层以氧化物、氮化物和碳化物为主,且氮化物居多,渗层厚度约50μm.显微硬度测量结果表明,相对于原始材料硬度提高了4倍,这在工业生产中有广阔的应用前景.     

CR技术与胶片照相技术的特性对比试验

计算机射线成像（CR）技术在成像机理、获得图像的途径上与胶片照相有着本质的区别。为了更好地应用CR技术,对比试验了其在Pb增感屏影响、空间分辨力和散射线影响方面与胶片照相技术的差异。试验得出,Pb增感屏在CR技术照相时起不到增感作用,其主要作用是过滤散射线,提高检测灵敏度。CR技术的分辨力可达50μm甚至25μm,已经达到了与胶片技术相同的实际效果,因此不必要求CR的成像板像素达到胶片颗粒度水平。同时,CR技术对散射线的敏感程度要超过胶片技术,因此要得到较好的图像质量,在CR技术应用中必须注意防护散射线。试验结果使检测人员能更好地了解CR技术与胶片技术的差异,更有效地推广CR技术在工业领域的应用。     

几种电磁无损检测方法的工作特征

从工作原理入手,对电磁无损检测中的涡流（单、多频和脉冲涡流）、交流漏磁、交变磁场等方法,剖析了它们在激励磁场的成分、频段、作用区域及检测磁场的特性方面的联系和区别。对比了各方法的用途和特点,以期对无损检测应用实践提供借鉴。     

硬质涂层的微磨粒磨损评价方法

微磨粒磨损试验是最近发展起来的评价涂层耐磨性的方法。比较了通过微磨粒磨损试验和球（销）盘磨损试验评价硬质涂层耐磨性的差别,论述了涂层耐磨性评定结果与涂层零件使用性能之间的关系。被测试的涂层为CrN和CrSiN,工件为高速钢钻头。研究结果表明,用微磨粒磨损试验测得的微粒磨损系数（ka）与镀层钻头的钻孔寿命之间存在一定关系,也即当后。小于某一数值时,镀层钻头的钻孔寿命较高。而用球（销）盘磨损试验法测定的比磨损率则与钻头的钻孔寿命无内在联系。     

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 讨论了在力学性能不确定度评定中的几个问题。着重指出，如果所用的测量器具符合文件要求，则其不确定度可以按规定的文件评定。