[發明專利]一種類金剛石薄膜韌性的表征方法

有效

• 申請號: 201210232088.0
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN102809514A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 于翔;寧振武;王成彪;付志強;彭志堅;岳文
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 蔣常雪

1.一種類金剛石薄膜韌性的表征方法，其特征在于：所述方法為結合利用劃痕試驗和沖擊試驗系統表征薄膜韌性。

2.如權利要求1所述的類金剛石薄膜韌性的表征方法，其特征在于：利用載荷為3-80?N的劃痕試驗表征基體和DLC薄膜的劃痕韌性；用光學顯微鏡比較分析薄膜的失效部位；薄膜的沖擊韌性是利用雙向沖程活塞壓縮空氣驅動Si₃N₄陶瓷球在5?kN驅動力下在薄膜上沖擊2×10³次，利用掃描電鏡SEM觀察沖擊失效區域。

3.如權利要求1所述的類金剛石薄膜韌性的表征方法，其特征在于：利用劃痕試驗和沖擊試驗系統表征薄膜韌性的具體方法為：

（1）劃痕韌性：

薄膜的劃痕韌性是利用劃痕裂紋擴展阻力CPRs和薄膜劃痕失效部分的形貌特征結合表征；

薄膜劃痕韌性CPRs評價公式為：

對沒有出現L_c2的劃痕測試，CPRs?=?L_c1²；

出現L_c2時，CPRs?=L_c1?*{K*（L_c2?-L_c1）}??

其中，K為修正系數，與薄膜的性能密切相關；在IBAD和含銀DLC情況下，K=0.8；

L_c1為第一臨界載荷；L_c2為第二臨界載荷；?????????????????????????????????????????????????????????????????

薄膜韌性與L_c1、L_c2與L_c1的差值呈成比例關系，L_c1越高，裂紋越難以萌生；初始的裂紋不足以導致薄膜的破裂，（L_c2?-L_c1）反映出在發生破裂前薄膜能承受載荷的能力也很重要；

薄膜劃痕失效部分的形貌特征是利用光學顯微鏡比較分析薄膜劃痕失效部位、通過分析薄膜剝落情況和裂紋大小來評價薄膜劃痕韌性；

????（2）沖擊韌性：

?????Si₃N₄陶瓷球在5?kN驅動力下在薄膜上沖擊2×10³次，利用掃描電鏡SEM觀察沖擊失效區域，通過分析薄膜裂紋、失效區域大小和剝落情況來評價薄膜的沖擊韌性。