前言表面形貌与缺陷分析薄膜成分分析表面膜层的耐腐蚀性研究摩擦磨损性能评估膜基结合力分析表面硬度测试表面电阻测量表面颜色分析薄膜与基体结合力的试验方法压痕试验压痕试验压痕试验压痕试验洛氏压痕法，150Kgf划痕测试技术划痕试验过程:II区：在较高L时，在划痕内部的薄膜中，在压头划过后因弹性恢复引起源于表面的规则的横向裂纹；在增大的L下，薄膜逐渐被压入基体并产生塑性变形，从而产生新的横向裂纹，随L继续增大裂纹逐渐变密且方向变得不规则，直至划痕内部薄膜开始出现大片剥离，划痕宽度d明显变宽，摩擦力及塑性变形突然增大；有时还会出现划痕边界处薄膜局部小片剥落的现象。此时的L即薄膜—基体界面附着失效的临界载荷Lc。III区：在L≥Lc以后，压头与基体直接接触，使基体塑性变形快速增大，声发射强度K和摩擦力F均较大，但无明显继续增大的趋势。影响Lc的因素：a、基体硬度基体硬度（HRC）高，则其屈服强度高，使其塑性流变（塑性变形）小，从而使压头前面的薄膜中的张应力及薄膜剥离或翘起的趋势均减弱，故基体硬度高有利于提高Lcb、基体表面粗糙度Ras基体Ras小有利于降低薄膜的表面粗糙度Raf，使摩擦系数μ降低而提高Lc；同时Ras小还有利于薄膜生长完善而减小内应力，从而提高Lc。c、薄膜残余内应力薄膜—基体界面开始失效时，较高的内应力可使薄膜及界面层释放的应变能增大，而使Lc降低。因此，降低薄膜中残余内应力有利于提高Lc。d、薄膜—基体粘附能WW是将薄膜从基体上剥离下来所需的能量，由两种材料的结构和性质一致性及界面键合状态决定。因此，提高薄膜和基体材料强度、降低薄膜—基体界面能，均可提高粘附能W，从而提高Lc。影响压头与薄膜—基体组合体之间的摩擦系数μ主要有下列三个因素：粘着摩擦μa：由对偶材料之间界面粘着斑的变形和剪断引起；变形摩擦μd：塑性变形消耗机械能；犁削摩擦μp：在有切向运动时，表面硬微凸体犁削偶件产生摩擦阻力fp，在划痕试验中起主要作用，μp随Ras的增大而变大；对脆性材料在此期间还将导致微裂纹的萌生和扩展，也使μp变大[1]。划痕测试技术划痕试验法划痕试验法划痕试验法划痕形貌PVDTiN(1.4μm)PVDDLC(3.2μm)PACVDDLC(3.3μm)PVDAISI316-10%N(10μm)Arc-dischargeDLC(0.4μm)PACVDDLC(2μm)PACVDDLC(3.3μm)PVDAISI316-10%N影响结合力的因素压头形貌压头形貌划痕试验法标准划痕测试国际标准膜厚测量摩擦磨损测试国际标准国内、国外检测标准的差异国外划痕实验标准特殊薄膜系结合力的检测与评价（图2）（图3、4）仪器使用注意仪器简介仪器主要技术指标划痕试验：1.加荷范围:0.5N-200N自动连续加荷、精度0.5N2.划痕长度:2mm-50mm3.加荷速率:10N/min-100N/min4.测量范围:0.5μm-30μm5.压头:金刚石、锥角120O、尖端半经0.2mm旋转摩擦：1.加载范围:10g-20000g、动态加载、精度0.1g2.平台转速:1转/min-3000转/min精度±1转3.升降高度:20mm4.试样厚度:1mm-10mm片5.旋转半径:3mm-10mm6.压头:Φ2-6mm钢珠或Φ2-4mm圆柱7.选购件:加热炉（温度0-300℃可调）往复摩擦：1.加载范围:5N-200N、动态加载,精度0.5N2.往复速度:1mm/min-200mm/min精度±0.1mm3．摩擦长度:5mm-50mm4.升降高度:20mm5.试样厚度:0.1mm-4mm精度0.01mm6.压头:Φ3-6mm钢珠或Φ3-4mm圆柱7.选购件:加热炉（温度0-300℃可调）粗糙度试验:1.试验载荷:5g-10g2.试样移动速度:1mm/s3.测量范围:0.5μm-1000μm4.试样厚度:1mm-10mm片5.分辨率:0.1μm6.试样半径:Φ10-40mm（圆片）或30mm*100mm（片）7.压头:金刚石、锥角120O、尖端半经0.2mm弹性模量:1.加荷范围:0.5N-300N自动连续加荷、精度0.5N2.加荷速率:20N/min-100N/min3.测量范围:0.5μm-100μm4.压头:金刚石、锥角120O、尖端半经0.2mm5.压入深度:0.5μm-100μm6.分辨率:0.1μm台阶仪:1.试验载荷:5g-10g2.试样移动速度:1mm/s3.测量范围:0.5μm-1000μm4.试样厚度:1mm-10mm片5.分辨率:0.1μm6.试样半径:Φ10-40mm（圆片）或30mm*100mm（片）7.压头:金刚石、锥角120O、尖端半经0.5mm台阶曲线高速往