综合性实验指导书
实验名称：涂层附着力自动划痕仪 计划学时：6学时 一、实验目的
1.学会使用WS—2005涂层附着力自动划痕仪，
2.利用声发射方法,来进行0.5-100um的硬质涂层的检测。
二、实验意义
近二十多年来,耐磨、防腐涂层特别是各种功能涂层在工业、农业、国防、航天科技上得到广泛应用,收到了很大的经济效益和社会效益。而任何涂层要发挥其功能的前提是附着强度的高低。附着强度不高的涂层,谈论其它质量指标是没有意义的，涂层附着强度的检验,就成了涂层产品供需双方首先关注的问题。
三、实验仪器和材料
实验仪器：WS—2005涂层附着力自动划痕仪，该设备包括高精度连续加载系统、声发射检测系统、摩擦力检测系统、样品拖动平台、底座、支架和控制系统。
实验材料：一块0.5-100um的硬质涂层材料。
四、仪器工作原理
涂层附着力划痕试验仪运用声发射检测技术、摩擦力检测技术及微机自控技术，通过自动加载机构将负荷连续加至划针（金刚石压头）上，同时移动试样，使划针划过涂层表面。通过各传感器获取划痕时的声发射信号、载荷的变化量、摩擦力的变化量输入计算机经A/D转换将测量结果绘制成图形，由此可得到涂层与基体的结合强度（涂层破坏瞬间的临界载荷）。
涂层附着力划痕试验仪有两种检测模式,一 种是利用声发射方法,主要适用于0.5-100um的硬质涂层的检测。当划针将涂层划破或剥落时会发出微弱的声信号,此时载荷即为涂层的临界载荷,由此可得到涂层与基底的临界载荷。另一种是摩擦力方法，是利用涂层与基底的摩擦系数差别较大的材料的测试,划针将涂层划破或脱落时,摩擦力将发生较大变化,摩擦力曲线由此亦发生变化,以此判定涂层的临界载荷。此方法主要用于较软涂层。
五、仪器测量方法
动载测试方法：按设定的加载速率和划痕速度，计算机控制系统同时启动连续加载和被测样品平移，随着施加于金刚石锥尖至样品表面负荷不断增大和样品的连续移动，自动检测划痕过程中变化的载荷值和样品表面涂层破损剥落时产生
的声发射信号，并显示声发射信号与载荷变化的对应曲线。到达设定的载荷后,测试结束。加载载荷自动卸载到零点，样品返回原位。
六、仪器主要技术指标
加荷范围: 0.01N-200N自动连续加荷,精度0.1N 划痕速度: 2mm/min-10mm/min 加荷速率: 10N/min-100N/min 测量范围：0.5μm-100μm 划痕范围：1mm－20mm，自动 摩擦力显示：0.5–1000g
加载压头：金刚石。锥角120度，尖端半经Ｒ＝0.2mm 显微镜： 100*2.5
测试操作：键盘操作，微机控制
七、实验步骤及结果测试
1、准备工作
(1)检查仪器是否良好接地。
(2)各接线插头是否正确 ，接触良好。 (3)机架平台放置要平稳、牢靠。 (4)调整好主机加载横梁固定镙钉的松紧。 (5)将所测样品清洗干净。 2、开机
（1）检查整机接线准确无误后，打开计算机电源。进入windowsXP资源管理器窗口,在驱动器D盘下“WS-划痕仪”目录中找到WS-****.exe 执行文件。双击鼠标，进入仪器运行程序。屏幕显示仪器封面窗体，用鼠标左键单击窗体右下角图标，屏幕出现主控窗体。
（2）打开仪器控制箱电源，此时控制箱电源灯亮。预热五分钟。
（3）调整载荷零点：主控箱预热后，逆时针旋动主机加载螺杆，使加载梁前端离开载荷传感器球形支点，金刚石压头离开样品表面。调整仪器控制箱载荷调零旋钮，使屏幕主控窗口右上方载荷文本框中数值显示为“0”，然后再划痕顺时针旋转加载螺杆使载荷文本框中数值显示为“0.01”，此时压头刚好触及试样表面，准备测试。
3、声发射测试模式操作方法
（1）将试样夹具1放入测试平台，拧紧固定旋钮。把试样平稳地放在样品夹具内，将试样夹紧。
（2）调整试样平台升降旋钮，使试样刚好触及金石压头。注意调整载荷零点。 （3）在《设定窗口》的运行方式单选框中选择<动载荷>运行方式。在测量方式单选框中选择<声发射>测量方式，其余文本框中输入相应参数。 （4）单击<动载>按钮，开始测试。
（5）临界载荷的精确定位：一次测试完成后，用户选定图形首次起峰处，用鼠标箭头指在声发射图形曲线的首次起峰处，按下鼠标中键，临界载荷数值自动显示在临界载荷文本框中。
八、数据处理
测试数据为实际测量值,以文本文件的格式存储。 测量数据文件的参数和数据存储顺序如下：
1┉16行为试验条件，显示的参数是样品种类、样品编号、样品材料、加载速率、划痕速度、试验载荷、运行方式、试验日期。 从17┉1020行开始为试验数据，共分三列： 第一列 动态载荷测量值 第二列 声发射信号测量值 第三列 摩擦力测量值
数据文件可以***.txt文本文件方式打开。也可用Microsoft Excel 电子表格工具软件打开，进行绘图并转换为电子图表文件存储格式。详细操作说明请参阅Microsoft Excel软件应用参考书。
九、注意事项
1.仪器使用的计算机为专用控制机。严禁更改操作系统、格式化硬盘、上网、游戏和影响计算机安全的操作。
2.仪器使用完毕后，必须关闭主控制箱电源，以免主控电机长期通电过热烧毁。 3.定期向仪器运动部件滑轨、丝杠、轴承、齿轮等加注润滑脂。 4.保持仪器表面干燥或涂少许润滑油，防止生锈。
十、考核形式
1.能否正确操作实验仪器。
2.测量结果的准确性。
十一、实验报告要求
1.实验报告页面整洁、无破损，字迹清晰; 2.保证实验报告的真实性，禁止抄袭。
十二、思考题
1.除了划痕实验，涂层附着强度检验方法还有哪些？ 2.简单说明输出零点调整。 3.影响附着力的因素有哪些？ 4.谈谈你对本实验的体会。
涂层附着力实验报告
