12第十章 表面分析和测试
表面分析和性能测试
术的重要基础。
本次课先介绍表面分析的类别、特点和功能，然后介绍 某些重要的表面分析技术，最后举例介绍表面检测的类 别、项目、内容和方法。
第一节 表面分析
一、表面形貌和显微组织结构分析：
原因——材料、构件、零部件和元器件在经历各种加工
处理后或在外界条件下使用一段时间之后，其表面或表层 的几何轮廓及显微组织会有一定的变化 。
第二节 表面分析仪器和测试技术简介
二、扫描隧道显微镜：（STM，Scanning Tunneling Microscope ）（7万元左右）
原理 ——利用导体针
尖与样品之间的隧道电流， 并用精密压电晶体控制导 体针尖沿样品表面扫描， 从而能以原子尺度记录样 品表面形貌以及获得原子 排列、电子结构等信息。
第二节 表面分析仪器和测试技术简介
三、原子力显微镜：（AFM，Atomic Force Microscope）（30万以上？）
原理 ——它是将STM的工作原理与针式轮廓取消仪原理
结合起来而形成的一种新型显微镜，目的是为了使非导体也 可以采用扫描探针显微镜（SPM）进行观测。
区别——原子力显微镜（AFM）与扫描隧道显微镜（STM）
紫外可见分光光度计
药粉内混入铁粉的样品
第一节 表面分析
二、表面成分分析：
电子探针——
用来分析的表层厚度为 1μ m的数量级，微区分析
电 子 探 针
莫来石 晶须的 SEM像 和电子 探针能 谱图
第一节 表面分析
二、表面成分分析：
分析谱仪——对一个或几个原子厚度的表面成分分析； 利用各种探针激发源（入射粒子）与材料表面物质相互作用以产生各
1、透射式电子显微镜（TEM， Transmission Electron Microscope）（150万以上）
足球竞赛规则与裁判法分析智慧树知到答案2024年曲阜师范大学
足球竞赛规则与裁判法分析曲阜师范大学智慧树知到答案2024年绪论单元测试1.裁判员在比赛因意外中止而重新开始时的哨声应为A:一声短哨B:哨声两短一长C:哨声一短一长 D:一声长哨答案:A第一章测试1.是否允许广告在球门线后或者边线外等不妨碍比赛进行的位置出现？A:不允许 B:允许C:只要是与足球有关的广告，不允许 D:只要是与足球有关的广告，允许答案:B2.足球竞赛规程中有关比赛场地的规定中对角球弧半径的要求是多少米？A:1米B:1.5米C:9.15米D:2米答案:A3.如果一场正式比赛用的是人造草坪，那么对场地表面的线有什么要求？A:不允许有其他的线B:这些线的颜色可以和足球场上的线颜色相同 C:这些线的颜色必须明显区别于足球场上的线D:其余选项都不正确答案:C4.身为球队队长必须要敢于和裁判员争执以此来为自身球队谋利。
（）A:对 B:错答案:B5.比赛进行时可以随意更换球衣。
A:错 B:对答案:A第二章测试1.足球竞赛规程规定了正规足球比赛场地的最大长度是多少？A:90米 B:120米 C:110米 D:75米答案:B2.2、罚球点球尺寸大小是多少？A:直径24cm B:直径21cm C:没有明确规定 D:直径20cm答案:C3.3、比赛开始时，比赛用球的重量不得少于多少克？A:500克 B:400克 C:450克 D:430克答案:C4.竞赛规程规定用于正式比赛的场地的最短长度应该为多少米？A:90米 B:100米 C:110米 D:120米答案:B5.5、球门柱和横梁必须是白色的吗？A:对 B:错答案:A第三章测试1.在一场正式的足球比赛中，有一名球员忘带足球鞋而穿着皮鞋上场，裁判员允许他这种行为吗？A:不可以，任何情况都不允许B:可以，只要不对自己和其他队员构成威胁 C:可以，只要其他队员也有相同的鞋答案:B2.一名运动员的球鞋意外掉落并且迅速打入一球，此行为允许吗？A:不允许，必须以坠球方式恢复比赛 B:允许 C:不允许，以球门球恢复比赛 D:不允许，必须以间接任意球恢复比赛答案:B3.没有穿足球鞋射门得分合法吗？A:其余选项都不正确 B:不合法 C:如果进球是直接的并且足球鞋的掉下是偶然的 D:如果是直接进球合法答案:C4.如果两名守门员的上衣颜色冲突并且没有其他颜色更换，应如何处理？A:暂停比赛，将这一情况写入报告 B:允许两名守门员参加比赛 C:裁判员应让一名守门员穿一件背心以区别颜色 D:裁判员应让客队守门员穿着球队预备服答案:B5.一场比赛每队可以替换几名队员？A:7名 B:6名 C:5名 D:由比赛组委会决定，从3-7名不等答案:D第四章测试1.中场休息时，一名位于技术区域的替补队员辱骂裁判员，应如何处理？A:不能进行处罚，因为替补队员不是处罚对象 B:出示黄牌进行警告 C:出示红牌罚令出场 D:不能进行书面处罚，但应提供书面报告答案:C2.如果双方球队都希望中场休息 20 分钟，裁判员是否必须同意这一要求？A:可以，如果裁判员同意 B:如果双方达成一致就可以 C:不可以，中场休息的时间不能更改，因为这一时间是由会员协会规定的 D:不可以，因为休息时间不能超过15分钟答案:D3.裁判员是否可以自主决定延长比赛的时间以弥补救治伤员所损失的时间？A:不是 B:其余选项都不正确 C:不是，裁判员应将允许补足的时间补足，无论如何，需要补足的时间可以由裁判员判断决定 D:是的，因为规则没有明确指出裁判员是否可以延长比赛时间答案:C4.裁判员可以报告比赛中的违规动作而没有陈述原因吗？A:可以，如果是球队官员的违规行为 B:取决于竞赛规则 C:取决于国家足协规则 D:不可以，他必须陈述原因答案:D5.关于附加助理裁判员的描述，错误的是：A:当助理裁判员不能工作，可由其替补 B:当他比裁判员视线更好时，提供协助 C:向裁判员提示球是否进门 D:当罚球点球时，向裁判员示意守门员有无提前向前移出球门线答案:A第五章测试1.如果队员离场去整理装备，什么时候可以重新入场？A:只有在比赛停止时，只有经过裁判员允许时 B:在比赛进行和停止的时候 C:在任何时候 D:如果在比赛中得到裁判员允许，只能从球门线处进场答案:A2.攻方球队以 7 名队员比赛。
会计专业综合模拟(真账实操项目)知到章节答案智慧树2023年武昌工学院
会计专业综合模拟（真账实操项目）知到章节测试答案智慧树2023年最新武昌工学院绪论单元测试1.本综合实训课程，全过程突出“三真三实学用结合”。
“三真”是指（）参考答案:单位真;凭证真;业务真2.本综合实训课程，全过程突出“三真三实学用结合”。
“三实”是指（）参考答案:实景;实做;实效3.本课程主要解决（）方面的教学问题。
参考答案:实务性会计知识教学不足;会计学生在校期间难于接触真账;会计学生团队精神与“双创”意识不强。
4.本课程的创新之一在于构建了“三真三实学用结合”的会计实践教学新模式.（）参考答案:对5.本综合实训课程，全过程突出“三真三实学用结合”。
（）对第一章测试1.在办理残缺、污损人民币兑换业务时，发现票面四分之三为真币，其他四分之一为假币的人民币应（）。
参考答案:按假币收缴程序予以收缴2.鉴别人民币纸币（特别是大面额纸币）最简单的方法之一是“手摸”，真钞表面文字及主要图案有凹凸感，这种“凹凸”效果产生于（）印刷方式。
参考答案:雕刻凹版3.中国人民银行自1984年成立至今，已经发行了（）套人民币。
参考答案:54.真假钞票的识别方法主要有直观对比法、仪器检测法、特殊分析法等。
（）参考答案:对5.第五套人民币的水印图案有（）。
毛泽东头像;水仙花第二章测试1.发票是指在购销商品、提供或接受服务以及从事其他经营活动中，开具、收取的收付款凭证。
（）参考答案:对2.若未使用发票票面受到污染，应做（）处理。
参考答案:废票3.发票开具基础要求，不正确的是（）。
参考答案:单独向用户赠与商品能够开具发票4.发票开具用户名称能够使用简写。
（）参考答案:对5.发票开具填写文字，数字应清楚可认，不得涂改、挖补、撕毁、变造、拆本填开。
（）对第三章测试1.普通支票既可以转账，又可以取现。
（）参考答案:对2.根据支付结算法律制度的规定，关于支票的下列表述中，正确的有（）。
参考答案:支票的付款人是出票人的开户银行;支票基本当事人包括出票人、付款人、收款人;支票金额和收款人名称可以由出票人授权补记3.在填写票据出票日期时，“10月20日”应填写成（）。
第十章 表面分析和测试
第十章 表面分析测试
1.透射电镜技术 透射电镜技术 与光镜相比电镜用 电子束代替了可见光， 电子束代替了可见光， 用电磁透镜代替了光 学透镜并使用荧光屏 将肉眼不可见电子束 成像。经物镜、 成像。经物镜、中间 投影镜三级放大。 镜、投影镜三级放大。
10.2 表面分析仪器和测试 技术简介
第十章 表面分析测试
第十章 表面分析测试
10.1 表面分析
4）表面电子结构分析 ） 最常用的是 X射线光电子能 和紫外线光电子能谱 。 射线光电子能
第十章 表面分析测试
10.2 表面分析仪器和测试 技术简介
1.透射电镜技术 透射电镜技术 透射电镜是以电子束透过样品经过聚焦与放大 后所产生的物像， 投射到荧光屏上或照相底片上进 后所产生的物像， 行观察。透射电镜的分辨率为0.1～ 行观察。透射电镜的分辨率为 ～0.2nm，放大倍 ， 数为几万～几十万倍。 数为几万～几十万倍。由于电子易散射或被物体吸 故穿透力低，必须制备更薄的超薄切片(通常为 收，故穿透力低，必须制备更薄的超薄切片 通常为 50～100nm)。 ～ 。 电子束投射到样品时， 电子束投射到样品时，可随组织构成成分的密 度不同而发生相应的电子发射， 度不同而发生相应的电子发射，如电子束投射到质 量大的结构时，电子被散射的多， 量大的结构时，电子被散射的多，因此投射到荧光 屏上的电子少而呈暗像，电子照片上则呈黑色。 屏上的电子少而呈暗像，电子照片上则呈黑色。称 电子密度高。反之，则称为电子密度低。 电子密度高。反之，则称为电子密度低。
第十章 表面分析测试
3.场离子显微镜 场离子显微镜 针尖样品， 针尖样品， 图象中每 一个亮点都 是单个原子 的像。 的像。
10.2 表面分析仪器和测试 技术简介
表面分析方法概论
1、基本原理
X射线与物质相互作用时，物质吸收了X射线 的能量并使原子中内层电子脱离原子成为自由 电子，即X光电子，如图1－1。 对于气体分子，X射线能量h用于三部分：
– 一部分用于克服电子的结合能Eb，使其激发为自 由的光电子； – 一部分转移至光电子使其具有一定的动能Ek； – 一部分成为原子的反冲能Er。
当针尖接近样品时，针尖 受到力的作用使悬臂发生 偏转或振幅改变，悬臂的 这种变化经检测系统检测 后转变成电信号传递给反 馈系统和成像系统，记录 扫描过程中一系列探针变 化就可以获得样品表面信 息图像。
（1）探针probe
探针是AFM检测系统的关键部分，它由悬臂和悬臂末端的针 尖组成。悬臂是由Si或Si3N4经光刻技术加工而成，悬臂的 背面镀有一层金属以达到镜面反射。
用一束“粒子”或某种手段作为探针来探测样品 表面，探针可以是电子、离子、光子、中性粒子、 电场、磁场、热或声波（机械力），在探针作用 下，从样品表面发射或散射粒子或波，它们可以 是电子、离子、光子、中性粒子、电场、磁场、 热或声波。检测这些发射粒子的能量、动量、荷 质比、束流强度等特征，或波的频率、方向、强 度、偏振等情况，就可获得有关表面的信息。
B、非接触式（noncontact mode)：
– 针尖在样品表面的上方振动，始终不与样品表 面 接触，针尖探测器检测的是范德瓦耳斯吸引 力和静电力等对成象样品没有破坏的长程作用 力； – 非接触模式可增加显微镜的灵敏度，但分辨率 要比接触模式低，且实际操作比较困难。
C、轻敲式（tapping mode)：
AFM Basic: Principle
接触模式的探针 Si、 Si3N4 102~10-2 N/m >10 kHz
敲击模式的探针 Si 20~200 N/m 200~400kHz
材料现代表面分析技术常用方法及各自的用途
一材料现代表面分析技术常用方法及各自的用途二 X射线电子能谱的工作原理、适用范围及特点1 X射线光电子能谱分析的基本原理：X光电子能谱分析的基本原理：一定能量的X光照射到样品表面，和待测物质发生作用，可以使待测物质原子中的电子脱离原子成为自由电子。
该过程可用下式表示：hν=E k+E b+E r其中：hν：X光子的能量；E k：光电子的能量；E b：电子的结合能；E r：原子的反冲能量。
其中E r很小，可以忽略。
对于固体样品，计算结合能的参考点不是选真空中的静止电子，而是选用费米能级，由内层电子跃迁到费米能级消耗的能量为结合能 E b，由费米能级进入真空成为自由电子所需的能量为功函数Φ，剩余的能量成为自由电子的动能E k，上式又可表示为： hν=E k+E b+Φ E b= hν-E k-Φ仪器材料的功函数Φ是一个定值，约为4eV，入射X光子能量已知，这样，如果测出电子的动能E k，便可得到固体样品电子的结合能。
各种原子，分子的轨道电子结合能是一定的。
因此，通过对样品产生的光子能量的测定，就可以了解样品中元素的组成。
元素所处的化学环境不同，其结合能会有微小的差别，这种由化学环境不同引起的结合能的微小差别叫化学位移，由化学位移的大小可以确定元素所处的状态。
例如某元素失去电子成为离子后，其结合能会增加，如果得到电子成为负离子，则结合能会降低。
因此，利用化学位移值可以分析元素的化合价和存在形式。
2 X射线光电子能谱法的应用（1）元素定性分析各种元素都有它的特征的电子结合能，因此在能谱图中就出现特征谱线，可以根据这些谱线在能谱图中的位置来鉴定周期表中除 H 和 He 以外的所有元素。
通过对样品进行全扫描，在一次测定中就可以检出全部或大部分元素。
（2）元素定量分折X射线光电子能谱定量分析的依据是光电子谱线的强度(光电子蜂的面积)反映了原于的含量或相对浓度。
在实际分析中，采用与标准样品相比较的方法来对元素进行定量分析，其分析精度达1％～2％。
表面分析
性能完善的表面分析仪器至少由6部分构成。
样 激 分 品 发 析 架 源 室 与 器 器 析 测 分 检
(
)
常用的表面分析仪器
探测粒子 电子 电子 电子 电子 电子 电子 电子 电子 电子 离子 离子 离子 发射粒子 电子 电子 电子 电子 光子 电子 电子 电子 电子 离子 离子 离子 分析方法名称 低能电子衍射 反射高能电子衍射 俄歇电子能谱 扫描俄歇电子能谱 能量色散X射线谱 电子能量损失谱 透射电子显微镜 扫描电子显微镜 扫描透射电子显微镜 离子探针质量分析 二次离子质谱 离子散射谱 简称 LEED RHEED AES SAM EDS EELS TEM SEM STEM IMMA SIMS ISS 用途 结构 结构 成分 成分、微区 成分、微区 原子、电子态 形貌 形貌 形貌 成分、微区 成分 成分、结构
三、微区分析
通过对样品选定的微小区域获取信息的技术。 1. 微区分析与微量分析的区别： 微区分析与微量分析的区别： 微量分析从被分析的样品量来讲是在1~10ml范围，应该说是很小的。 另一个意思是指要探测对象在被分析对象中所占的量为微量（0.01～1 ％）。例如色谱取样可以小到是1 µ l 。而电子探针微区分析分析的对象 可以是10－4 X 10－4 X 10－6 m=10-5 µ l . 微量分析结果是指被分析对象的平均结果；而微区分析是定位的。 微区分析可以成像: 成分像 . 2. 表面分析与微区分析的关系 微区分析方法的基本要点是：用一种“探针”去激发样品的微区，然 后获取要分析的信息（包括结构、成分、电子态等） 大多数表面分析方法都是将被分析表面暴露在一个粒子流（光子、电 子、离子－－－）下，同时检测这一激发下的响应。而这种技术的基本 方式是收集较大区域（～mm2）所发出的信息。这不能算微区。 在多数情况下，这些技术可以加以改革，既可以做到表面分析，又 可以做到微区分析。
表面分析法
催化剂的表征—表面分析法摘要：介绍了X射线光电子能谱(XPS)、紫外光电子能谱(UPS)、俄歇电子能谱(AES)和二次(或次级)离子质谱(SIMS)等的原理以及在催化剂表面分析中的应用等。
关键词：X射线光电子能谱(XPS)、紫外光电子能谱(UPS)、俄歇电子能谱(AES)或二次(或次级)离子质谱(SIMS)ABSTRACT:Introduced the principium of XPS，UPS，AES and SIMS and the application in surface analysisKEY WORD: XPS, UPS, AES, SIMS,Application为了透彻了解催化反应本质,必须对催化体系(包括催化剂、反应物和生成物)在反应前、反应过程中和反应后的各参与物质所发生的化学和物理变化进行研究,尤其对表面或界面上发生的各种变化如表面组成、表面结构、表面电子态、表面形貌等的研究当属首要。
表面组成包括表面元素组成、化学价态及其在表层的分布等,后者涉及元素在表面的横向及纵向(深度)分布;表面结构包括表面原(分)子排列等;表面电子态包括表面能级性质、表面态密度分布、表面电荷密度分布及能量分布等;表面形貌指“宏观”外形,当分析的分辨率达到原子级时,可观察到原子排列,这时表面形貌分析和表面结构分析之间就没有明确的分界。
表面分析技术的特点是用一个探束(电子、离子、光子或原子等)入射到样品表面,在两者相互作用时,从样品表面发射及散射电子、离子、中性粒子(原子或分子)与光子等。
检测这些粒子(电子、离子、光子、中性粒子等)的能量、荷质比、粒子数强度(计数/秒)等,就可以得到样品表面信息。
由于涉及到微观粒子的运动,同时为了防止样品表面被周围气氛沾污,应用于表面分析技术的仪器必须具有高真空(≤10-4Pa),有时还必须有超高真空(<10-7Pa)。
在表面分析中,常把分析区域的横向线度小于100μm量级时,称为微区分析。
初中物理(新人教版)八年级下册同步测试：第十章测评(B)(同步测试)【含答案及解析】
第十章测评(B)(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)1.装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法正确的是()A.M上、下表面受到水压力的差大于M受到的浮力B.M上、下表面受到水压力的差大小等于M受到的重力大小C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力2.如图所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0 N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4 N,将这一鹅卵石没入溢水杯后测力计的示数为0.9 N,若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
则下列说法正确的是()A.丙图中,溢水杯溢到小桶中的水的质量为90 gB.丙图中,浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.5 NC.丁图中,弹簧测力计的示数F应为7.4 ND.鹅卵石的密度为1.56 g/cm33.关于潜水艇的上浮和下沉,下列说法正确的是()A.潜水艇是通过改变自身重力从而上浮和下沉的B.潜水艇是通过改变浮力从而上浮和下沉的C.潜水艇下沉越深,所受浮力越大D.潜水艇浮出水面的过程中,所受浮力不变4.选择优良种子,是农业丰收的基本保证。
盐水选种是我国农民常采用的选种方法:将待选的种子放入浓度适当的盐水中后,良种沉入水底,次种则漂浮于水面,很快就能完成选种工作,如图所示。
但盐水浓度的把握是关键,如果盐水的浓度太低,则可能()A.所有种子都漂浮在水面B.所有种子都不受浮力C.只有少量次种漂浮D.良种漂浮,而次种下沉5.如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,则下列四种说法正确的是()A.三个容器对水平桌面的压力相等B.三个容器中,丙容器对水平桌面的压力最大C.如果向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大D.如果向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变6.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F 1、F 2,则下列判断中( )①F 1>F 2 ②ρ1>ρ2 ③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强 ④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力A.只有②③正确B.只有①②正确C.只有③④正确D.只有①③④正确7.密度计是用来测量液体密度的仪器,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,密度计静止时,两种液体的深度相同,如图所示。
技能培训 材料表面工程学 表面分析和表面性能的检测(一)
技能培训材料表面工程学表面分析和表面性能的检测(一)随着市场竞争的不断加剧，企业必须不断提高自身的技术水平和竞争力，以迎合市场的需求，以达到更好的发展。
技能培训作为提升员工技能的途径之一，越来越受到各个企业的重视。
本文主要探讨材料表面工程学、表面分析和表面性能检测，这些方面的技能培训对企业提升技术水平和竞争力有着重要的意义。
一、材料表面工程学材料表面工程学是指通过对材料的表面进行改性和精细处理，使材料具有良好的粘附性、导电性、耐腐蚀性、耐磨性等特性，以满足不同的工业和科研需求。
材料表面工程学技能培训的主要内容包括材料表面改性的原理、方法和成本等方面的知识，以及表面处理技术的应用和发展趋势在工业生产中的实际应用。
二、表面分析表面分析是一种研究材料表面的物理和化学性质的方法，它可以提供关于表面结构、成分、形貌和电学性质等信息。
表面分析技术主要包括X光电子能谱、红外拉曼光谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜等。
表面分析技能培训的重点是介绍表面分析技术的原理、特点和应用等方面的知识，并培训学员使用这些技术进行实际的表面分析。
三、表面性能的检测表面性能的检测是指对材料表面的各项性能进行评价和检测，以保证产品的质量和性能。
表面性能的检测包括表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性、粘附性、表面能等方面的检测。
具体的检测方法根据不同的性质有所区别，如可以采用拉力试验、摩擦磨损实验、离子色谱分析等方法。
技能培训的内容主要涉及表面性能的评价标准、检测方法、常见问题和解决方法等方面的知识，并进行实际操作和应用。
技能培训对企业提升技术水平和竞争力具有重要的作用。
通过进行科学合理的技能培训，企业可以提高员工的工作能力和技术水平，降低人力成本和加快生产进程，提高产品质量和市场竞争力，增强企业发展的可持续性和稳健性。
笔者认为，技能培训应当结合实际需求，针对企业现有的技术生产流程，提供全方位的培训服务，并随时关注企业的生产需求和市场趋势，不断更新培训内容和方法，保持培训的与时俱进性，从而更好地提升企业的技术水平和竞争力。
教案新部编本-表面技术概论-表面分析检测-3
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科：_____________任教年级：_____________任教老师：_____________xx市实验学校授课学时：3学时使被测材料发生塑性变形，产生压痕，再依据载荷与压痕面积/深度之间的关系，求出其硬度值。
动态/回弹压痕硬度测量是将一个具有标准重量和尺寸的物体从一定的高度下落到被测材料的表面并从其表面弹起，根据回弹的高度来测定被测材料的硬度值。
划痕硬度测量是通过被测物体去刻划已知硬度的另一种物体或用已知硬度的一种物体去刻划被测物体，根据所产生的划痕大小来评价硬度值，属于一种半定量测定方法。
涂层显微硬度测量显微硬度计测量，膜厚应大于压痕所产生的塑性形变区及影响区深度，如维氏硬度，膜厚至少要为压痕深度的10倍，当镀膜非常薄时，基片的硬度会影响膜的硬度。
宏观硬度测量•常用的是表面洛氏硬度计。
最硬的耐磨涂层采用C刻度，载荷有15N，30N，45N，一般的耐磨涂层也可采用B刻度或A刻度。
•试样表面与背面平行，涂层表面光滑、洁净，每个试样至少测定5个压点，其中两个测点或任一测定点距试样边缘的距离不小于3mm，为了保证测试的准确性，涂层厚度应为压入深度的10倍以上。
（4）残余应力的测量宏观应力：因热膨胀系数差异而导致涂层中的残余应力为，不仅取决于热膨胀系数差异的大小，而且取决于薄膜/涂层制备时，基体温度的高低。
微观局部应力：由于相变、变形不均、涂层中的缺陷等因素引起的。
测量方法：•X射线衍射仪•残余应力测量仪•应力应变仪测量1.5 涂层结合强度的测量涂层的结合强度是指涂层与基体结合力的大小，即单位面积涂层从基体上剥落下来所需要的力。
测量涂层结合强度的方法可分为两大类：•定性检验，如弯曲试验、冲击试验、杯突试验等•定量检验，如划痕试验、抗拉试验、压缩试验等弯曲试验弯曲试验通常为三点弯曲试验，其做法是将涂层试样置于一定距离的两个支点上，涂层面向支点，将一定曲率半径的压头作用于基体材料的中点，在一作用力下，试样发生弯曲，随着力的不断增大，涂层会开裂，直至从基体上剥离，弯曲角的大小说明涂层结合强度的大小。
材料表面处理分析与性能检测
纳米Al2O3-13%TiO2造粒后 200X
纳米Al2O3-13%TiO2造粒后 10,000X
纳米Al2O3-13%TiO2造粒前 30,000X
纳米Al2O3-13%TiO2造粒前 50,000X
g）FeNiB
FeNiB 涂层截面 200X
NiCr/Cr3C2 涂层截面 200X
− ③表面结构分析（原子排列+晶胞特点外来原子特点等）
X射线衍射、电子衍射、中子衍射等
− 光学显微镜是在微米尺度上观察材料的普及方法 − SEM和TEM则将观察尺度推进到微米和亚微米以下的层次 − SEM在材料的断口形貌分析上用得较多 − TEM的试样制备虽然比较复杂，但在研究晶体材料的缺陷及相
互作用上十分有用
1、 沿晶断口
2 、 韧窝断口
解理断口
纤维增强复合材料断口
②扫描电子显微镜SEM
SEM成像原理： − 利用扫描电子束从样品表面激发
出各种物理信号来调制成象的。 − 物理信号：二次电子、背散射电
子、俄歇电子、特征X射线等 − SEM的特点
分辨本领高、放大倍率可连续 变化、景深长、视野大、成像 富有立体感、试样制备简单
利用电子束、离子束、光子束或中性粒子束作为激发源作 用于被分析试样，再以被试样所反射、散射、或辐射释放 出来的电子、离子、光子作为信号源，然后用各种检测器 （探头）并配合一系列精密的电子仪器来收集、处理和分 析这些信号源，就可以获得有关试样表面特征的信息
− 表面分析仪器分类 显微镜
通过放大成像以观察表面形貌为主要用途的仪器
STM成像的倒易原理： − 针尖和样品之间是微观对称的，两者之间的电子发
生相互作用，并进行交换。 − 或者用针尖态来探测样品态，或者用样品态来探测
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膜层脆性测试法
膜层的脆性也是重要的一个表面性能指标，工 艺上的某些因素往往会对脆性有明显影响，在 实际应用中脆性也是不可忽视的指标。 膜层的脆性是表面变形时膜层抵抗开裂的能力。 常用的膜层脆性测定方法有杯突法、静压挠曲 法及心轴弯曲法等。
杯突法、静压挠曲法
耐磨性能试验
在许多情况下表面硬度可以反映耐磨性的大小， 但是硬度和耐磨性的关系也并不是固定的，表面的耐 磨性的准确度量还是要在服役条件下，进行磨损试验 而求得，磨擦环境不同，材料配副不同，所受载荷不 同，所求磨损量也不同，因此，试验法也是多种多样 的。
MM—2型磨损试验机
耐磨性能的评定方法主要 是采用对比法。 如果在相同的摩擦条件下， 磨损量愈大，耐磨性愈差。 因此，评定的关键是如何准 确地测出磨损量的大小。面分析
一、表面形貌和显微组织结构分析 二、表面成分分析 三、表面原子排列结构分析 四、表面原子动态和受激态分析 五、表面的电子结构分析
主要应用
①表面形貌的分析：
形貌指表面的“宏观外形”。
这主要利用电子显微镜和离子显微镜来 进行；
当然也可利用一般的金相显微镜来进行，但仅能得到 比较宏观的晶粒尺度的形貌。这些分析方法在金相中 已经学过。
②表面的组分：
分析包括测定表面的元素组成、表面元 素的化学态及元素在表层的分布。
③表面结构分析
分析表面原子的排列特点。包括自身及 吸附粒子的二维超点阵类型。
④表面相分析即对表面组成物质进行分析。 这方面主要应用X射线衍射和透射电镜的 电子束衍射。
此外，有关表面原子态和电子态分析，在 理论基础研究中有时需要采用，但工程中 一般不进行这些分析。 这些分析主要用于功能材料，特别是电子 材料。
③冲击试验法
例如槌击表面，镀层和基体受冲击力会有不同 程度变形；随结合强度的不同，承受撞击而剥 落的能力也不一样。
④热冲击试验法 加热后骤冷，基体和膜层会有不同的胀缩，结 合强度差的会在较少的热冲击次数剥落。 ⑤对于有机涂料膜层多采用划痕法。
膜层残余应力的测量
膜层残余应力的测量主要有悬臂法、衍射法、 光干涉法、几何光学和电阻应变片等方法。
表面分析方法概述
表面分析还可按用途分类，如组分分析、结构分析、 原子态分析和电子态分析。
表面分析方法可按探测粒子或发射粒子来分类。 如探测粒子和发射粒子之一是电子，则称电子谱； 探测粒子和发射粒子都是光子，则称光谱； 探测粒子和发射粒子都是离子，则称离子谱； 探测粒子是光子，发射粒子是电子，则称光电子谱。 这是一种习惯分类方法，不能用于所有表面分析法 的分类。
结合强度的测试
表面工程中有相当多的技术是覆膜或覆层技术， 对于这些工程，人们最关心的是膜层的结合强 度如何，因为没有足够的结合强度，就谈不上 工程应用。 关于膜层的结合强度的测试，比较定量的 方法是：
压痕法、 拉张法 和剥离法。
压痕法
拉张法
拉张法
定量测试法在生产中是不常用的，用得更多的 是定性测试方法，这些方法种类很多，诸如：
组分分析是经常进行的工作。选用分 析方法时应考虑以下因素：
能否测氢元素、 检测灵敏度对不同元素差别如何、 最小可检测的灵敏度、 是否能作定量分析、 能否判定元素的化学态、 谱峰分辨率如何， 是否易于辨识、 表面探测深度、 能否作微区分析、 探测时对表面的破坏性等等。
表面结构分析
到目前，X射线仍是研究晶体内部结构最常用最 有效的方法。 实际上当研究的表面是“表面层”的时候，用X 射线是非常有效的。 但是X射线并不适合表面上原子层的二维结构研 究。 表面结构的分析方法，目前主要采用低能电子衍 射（LEED）和反射型高能电子衍射（RHEED）。
表面力学性能测试
1. 表面硬度的测试 一般采用显微维氏硬度，
但载荷的大小应根据表面膜层的厚度和硬度不同来选择，通常， 可按下式来选择载荷：
m为载荷重量,g；HV为估计硬度；δ为膜层厚度。显然， 如果所计算的载荷小于硬度计的载荷，测示值将是无 效的。 除此以外，努氏硬度和维氏硬也可用于膜层硬度的测 试。
①弯曲试验法 对于薄型件、线材、弹簧等产品的镀 层，可加外力使其弯曲到一定程度或反 复弯曲，因镀层和基体的弹性模量不一 样，层间产生分力，考察其剥离情况， 可判定结合强度的高低。
②锉磨试验法
对于不易弯曲的试件，可用锉刀或磨轮 自基体向镀层方向进行，当锉磨力一定 时，结合强度好的不脱落，结合强度差 的即脱落，很差的可在更小的挫磨力下 即脱落。
表面分析和测试
表面分析的一般概念
通常所说的表面分析是属于表面物理和表 面化学的范畴，是对材料表面所进行的原 子数量级的信息探测。 表面分析技术是研究：材料表面的形貌、 化学组成、原子结构、原子态、电子态等 信息的一种实验技术。
表面（层）检测大致包括以下内容：
（1）外观检测 （2）镀、涂层或表面处理层厚度的测定 （3）镀、涂层或表面处理层结合强度的 测定 （4）镀、涂层或表面处理层的使用性能 和工艺性能的测定 （5）表面成分和结构的测定