一种涂层-基体界面结合强度的测量方法技术

本发明专利技术涉及一种涂层-基体界面结合强度测量方法，适用于涂层与基体结合强度测试，特点是依据涂层表面的实际使用工况，设计具有包含切向运动和垂直运动的涂层表面综合滑擦或击打运动机构，提供可调节的切向作用力、可调节的垂直作用力、可调节的切向和垂直联合作用方式、可调节的综合作用速度以及作用工具；通过对涂层表面的多次滑擦或击打，检测涂层-基体界面结合强度，也可探究垂直作用、切向作用以及这二者共同作用对试样表面的破坏影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及一种涂层-基体界面结合强度测量方法，适用于涂层与基体结合强度测试领域。
技术介绍
两个界面的结合强度是判断两个界面结合性能的重要指标，比如涂层膜-基界面结合强度是反映其结合性能的重要指标。随着粘结和喷涂技术的日益发展，两个界面间的结合强度越来越好，界面的结合强度的测量的难度也愈渐增加，原有的技术在一定程度上可能满足不了现今制备技术的要求。两个结合界面的制备和实际应用与它的界面结合强度、结合力学性能及残余应力等密切相关，人们对界面弹性变形、两界面间的残余应力、疲劳强度以及断裂韧性的力学性能，特别是结合强度，在测量技术和评价方法上仍有很大难度。在界面结合领域里，测量难度最大的应该是薄膜与基体的结合强度。在使用过程中，造成薄膜与基体界面结合失效的形式，从力学的角度可以认为主要是由剪切力、正向应力以及这两者综合作用造成。本专利技术的综合垂直力和切向力的界面结合强度检测平台就是针对薄膜与其他界面结合这一问题而设计的，旨在提供一种新的检测装置。
技术实现思路
本专利技术专利提供的一种涂层-基体界面结合强度测量方法，能有效的在微小范围内击溃通过粘结或喷涂在基体上的薄膜，且可以线性调节纵向击打力和切向移动速度，能有效探究垂直作用、切向作用和这二者的共同作用对薄膜与其他界面结合的破坏影响。为了满足击打力的线性组合和击打精度的要求，本专利技术采用的技术方案如下。一种涂层-基体界面结合强度测量方法，其特征在于所述测量方法依据涂层表面的实际使用工况，设计具有包含切向运动和垂直运动的涂层表面综合滑擦或击打运动机构，提供可调节的切向作用力、可调节的垂直作用力、可调节的切向和垂直联合作用方式、可调节的综合作用速度以及作用工具；通过对涂层表面的多次滑擦或击打，检测涂层-基体界面结合强度。1、所述对涂层表面的切向作用力由柔性机构提供水平运动，对涂层表面的垂直作用力由柔性回转机构提供垂直方向运动，从而提高涂层-基体界面结合强度的多次滑擦或击打检测过程的可重复性。2、所述的检测平台由底板、包含柔性回转机构的垂直击打装置、包含柔性移动机构的水平运动装置、可控制水平和垂直方向运动速度的控制系统组成；切向作用力运动由包含柔性移动机构的水平运动装置提供，垂直作用力由包含柔性回转机构的垂直击打装置提供，通过控制系统调节滑擦或击打的速度或作用力大小。3、所述柔性回转机构的垂直击打装置由支承、可较大回转幅度的柔性摆臂、柔性连接片I、可精密控制运动的摆动音圈电机I和作用于表面的工具组成；柔性摆臂安装在两根支承的中间，支承安装在底板上，柔性摆臂一端连接工具，柔性摆臂另一端与柔性连接片I相连，柔性连接片I另一端与摆动音圈电机I相连，摆动音圈电机I安装在底板上。柔性摆臂由对称缩颈的支承构成柔性转动部件，形成柔性铰链，柔性铰链的两端设有螺纹孔。4、所述柔性移动机构的水平运动装置由门形柔性移动载物台、可精密控制运动的摆动音圈电机II和柔性连接片II组成，门形柔性移动载物台为一体式，由薄合金板材制作，载物台中央位置固定被检测涂层试样，检测时安置于柔性回转机构的垂直击打装置的工具正下方；柔性连接片II一端与门形柔性移动载物台相连，另一端与可精密控制运动的摆动音圈电机II相连，摆动音圈电机II安装在底板上。附图说明图1为综合垂直力和切向力的界面结合强度检测平台结构图图2为可较大回转幅度的柔性摆臂1.底板2.包含柔性移动机构的水平运动装置3.支承4.可较大回转幅度的柔性摆臂5.柔性连接片I6.包含柔性回转机构的垂直击打装置7.可精密控制运动的摆动音圈电机I8.门形柔性移动载物台9.柔性连接片II10.工具11.工具卡块12.可精密控制运动的摆动音圈电机II13.柔性铰链14.摆臂具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术提出的具体装置的细节和工作情况。一种涂层-基体界面结合强度测量方法，其特征在于所述测量方法依据涂层表面的实际使用工况，设计具有包含切向运动和垂直运动的涂层表面综合滑擦或击打运动机构，提供可调节的切向作用力、可调节的垂直作用力、可调节的切向和垂直联合作用方式、可调节的综合作用速度以及作用工具；通过对涂层表面的多次滑擦或击打，检测涂层-基体界面结合强度。1、所述对涂层表面的切向作用力由柔性机构提供水平运动，对涂层表面的垂直作用力由柔性回转机构提供垂直方向运动，从而提高涂层-基体界面结合强度的多次滑擦或击打检测过程的可重复性。2、所述的检测平台由底板(1)、包含柔性回转机构的垂直击打装置(6)、包含柔性移动机构的水平运动装置(2)、可控制水平和垂直方向运动速度的控制系统组成；切向作用力运动由包含柔性移动机构的水平运动装置(2)提供，垂直作用力由包含柔性回转机构的垂直击打装置(6)提供，通过控制系统调节滑擦或击打的速度或作用力大小。3、所述柔性回转机构的垂直击打装置(6)由支承(3)、可较大回转幅度的柔性摆臂(4)、柔性连接片I(5)、可精密控制运动的摆动音圈电机I(7)和作用于表面的工具(10)组成；柔性摆臂(4)安装在两根支承(3)的中间，支承(3)安装在底板(1)上，柔性摆臂(4)一端连接工具(10)，柔性摆臂(4)另一端与柔性连接片I(5)相连，柔性连接片I(5)另一端与摆动音圈电机I(7)相连，摆动音圈电机I(7)安装在底板(1)上。柔性摆臂(4)由对称缩颈的支承构成柔性转动部件，形成柔性铰链(13)，柔性铰链(13)的两端设有螺纹孔。4、所述柔性移动机构的水平运动装置(2)由门形柔性移动载物台(8)、可精密控制运动的摆动音圈电机II(12)和柔性连接片II(9)组成，门形柔性移动载物台(8)为一体式，由薄合金板材制作，载物台中央位置固定被检测涂层试样，检测时安置于柔性回转机构的垂直击打装置(6)的工具(10)正下方；柔性连接片II(9)一端与门形柔性移动载物台(8)相连，另一端与可精密控制运动的摆动音圈电机II(12)相连，摆动音圈电机II(12)安装在底板(1)上。实施本专利技术执行以下步骤：I.进行两种界面结合强度综合垂直力和切向力击打实验前，设定可线性控制电机速度的控制系统各项参数，目的是确定垂直力和切向力的大小，以及确定每次击打落在某个点上或某个范围内；II.将实验涂层试样薄片固定在门形柔性移动载物台上；III.在控制系统中设定实验击打次数，启动实验；IV.实验完成后，在显微镜下观察滑擦或击打区域试样涂层表面的破坏情况，进行评估。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂层‑基体界面结合强度测量方法，其特征在于所述测量方法依据涂层表面的实际使用工况，设计具有包含切向运动和垂直运动的涂层表面综合滑擦或击打运动机构，提供可调节的切向作用力、可调节的垂直作用力、可调节的切向和垂直联合作用方式、可调节的综合作用速度以及作用工具；通过对涂层表面的多次滑擦或击打，检测涂层‑基体界面结合强度。

【技术特征摘要】
2015.05.04 CN 201510227586X1.一种涂层-基体界面结合强度测量方法，其特征在于所述测量方法
依据涂层表面的实际使用工况，设计具有包含切向运动和垂直运动的
涂层表面综合滑擦或击打运动机构，提供可调节的切向作用力、可调
节的垂直作用力、可调节的切向和垂直联合作用方式、可调节的综合
作用速度以及作用工具；通过对涂层表面的多次滑擦或击打，检测涂
层-基体界面结合强度。
2.根据权利要求1所述的一种涂层-基体界面结合强度测量方法，其特
征在于所述对涂层表面的切向作用力由柔性机构提供水平运动，对涂
层表面的垂直作用力由柔性回转机构提供垂直方向运动，从而提高涂
层-基体界面结合强度的多次滑擦或击打检测过程的可重复性。
3.根据权利要求1所述的一种涂层-基体界面结合强度测量方法，其特
征在于所使用的检测平台由底板、包含柔性回转机构的垂直击打装
置、包含柔性移动机构的水平运动装置、可控制水平和垂直方向运动
速度的控制系统组成；切向作用力运动由包含柔性移动机构的水平运
动装置提供，垂直作用力由包含柔性回转机构的垂直击打装置提供，
通过控制系统调节滑擦或击打...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅惠南，李训登，石远豪，王成勇，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44