书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
TiN/TiCrN/TiCrAlN 复合薄膜膜基结合力测定与分析
使用划痕仪对多弧离子镀制备的 TiN/TiCrN/TiCrAlN 复合薄膜进行了 划痕实验,结合金相显微镜观察分析划痕表面形貌,综合判定了该复合薄膜的 膜基结合力。结果表明,该薄膜的失效形式为周边剥落;单一的声信号曲线不能 准确判定薄膜失效的临界载荷,需要声信号曲线与划痕形貌的综合判定。 薄膜与基体良好的结合是保证薄膜满足机械、物理和化学等使用性能的 基本前提,结合性能的好坏是评价薄膜质量的关键指标。因此,薄膜材料的界 面结合性能的测定在实际应用中具有非常重要的意义。
目前,对于薄膜与基体间结合性能的判定采用压痕法、划痕法、拉伸 法、鼓胀法、弯曲法、激光法等多种测量方法。但是,由于膜/ 基体系的复杂性 及多样性,至今尚无一种方法可以应用于任何一种膜/ 基体系。
划痕法测量膜基结合力通常适用于厚度在 0.1-20μm 的薄膜,并且只 有当薄膜的抗剪切强度大于膜/ 基界面的结合强度时才有实际意义。对于该类薄 膜在划痕实验测量膜/ 基结合力时,常出现薄膜的断裂、剥落等失效形式。真空 技术网(chvacuum/)认为划痕法是测定膜基结合力较为广泛、也是研究使用较多 的一种方法。
划痕法所采用的划痕仪种类繁多,目前以测定划痕时所发出的声信号为 主流。然而薄膜或基体的缺陷对声信号产生的干扰,使得划痕时薄膜的失效与 声信号之间难以准确吻合,尤其是使用多弧离子镀制备的薄膜,不可避免的会 有金属液滴的存在,其声信号更容易受到干扰。如何准确的判定临界载荷便成 了划痕法测定膜基结合力的关键问题。为此,许多学者采用了其他直接或间接 的信息,再结合声信号对薄膜失效的临界值进行精准的判定。