涂层技术概述
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• 涂层技术和应用
薄膜和涂层制备方法
1.热喷涂技术
利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的 基体表面形成涂层的方法 分类：低压等离子喷涂、大气等离子喷涂、爆炸喷涂、高速氧焰喷涂、中温喷涂,冷喷涂等 特点：沉积速率快,但表面粗糙,需要后续处理, 适合较厚涂层
2.物理气相沉积技术(PVD)
磨痕仪
球坑法是一种简易实用的镀层厚度测试方法，球 磨后，在镀层样品上形成一球坑，通过正确的测 量分析，可快速得出镀层的准确厚度。
基涂球体层
划痕仪
• 用金刚石压头划出划痕,看涂层的破裂情况,用临界载荷评价涂层结合
• 表征涂层 • 耐划伤能力 • 结合力 • 摩擦系数
(如果有配件)
• 分析
• 临界载荷(Lc) • 划痕形貌
涂层技术概述
夏飞 2011年11月30号
表面技术有关内容
新型表面功能涂层技术,包括低温化学表面涂层技术及超深层表面 改性技术,它运用物理、化学或物理化学等技术手段来改变“材料及 其制件表面成份和组织结构”,其特点是保持基体材料固有的特征,又 赋予表面化所要求的各种性能,从而适应各种技术和服役环境对材料 的特殊要求,因而它是制造和材料学科最为活跃的技术领域,又是涉及 表面处理与涂层技术的交叉学科。
摩擦磨损
针盘式摩擦实验
✓摩擦系数 ✓磨损寿命 ✓磨损速率
光学显ຫໍສະໝຸດ Baidu镜
扫描电子显微镜
Quelle: Wikipedia
自然界的矿物分为10个硬度等级,所有的物体应 该在这个范围内
布氏硬度
压头: 球 (硬质合金或淬硬钢)
压头
布氏和维氏硬度
维氏硬度
压头: 金字塔形 (金刚石)
压头
样品
d
样品
1. 定位
显微硬度测量
2. 压痕
3. 硬度计算
纳米压痕方法
✓深分对度之于一一涂般,以层小避硬于免度涂基的层体测厚的量度影,的压响十痕
涂层或与界面有关的硬度 厚度测量 结合强度 摩擦,磨损性能和摩擦系数 表面形貌,粗糙度测量 表面形貌 显微组织结构,表面形貌 化学成分 相结构,晶粒尺寸, 应力分析等
硬度
硬度代表抵抗硬物压入的能力
Mohs硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
方法：真空蒸镀,磁空溅射,电弧离子镀,激光辅助沉积,等离子辅助物理气相沉积,电
子束物理气相沉积等
特点：沉积速率慢,涂层质量好,适合一些精密的应用,如刀具模具,电子等行业
3.化学气相沉积技术（CVD）
方法：热丝CVD, 微波增强CVD, 等离子体增强CVD,有机化合物CVD 等 特点：绕射性好,可以生长一些高温下才能生长的薄膜,但沉积温度高.
4.湿法沉积
电镀,化学镀等
价格便宜.
薄膜和涂层示例 刀具涂层
DDP
光学镜片涂层
光学滤镜
光电涂层
表面涂层主要分析方法
研究方法
显微/ 纳米压痕 磨痕仪,台阶仪 划痕仪 摩擦仪 表面轮廓仪 光学显微镜 电子显微镜,原子力显微镜 X射线能谱仪 ,电子探针, X射线光电子能谱 X射线衍射,电子衍射
研究项目
薄膜和涂层制备方法
1.热喷涂技术
利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的 基体表面形成涂层的方法 分类：低压等离子喷涂、大气等离子喷涂、爆炸喷涂、高速氧焰喷涂、中温喷涂,冷喷涂等 特点：沉积速率快,但表面粗糙,需要后续处理, 适合较厚涂层
2.物理气相沉积技术(PVD)
磨痕仪
球坑法是一种简易实用的镀层厚度测试方法，球 磨后，在镀层样品上形成一球坑，通过正确的测 量分析，可快速得出镀层的准确厚度。
基涂球体层
划痕仪
• 用金刚石压头划出划痕,看涂层的破裂情况,用临界载荷评价涂层结合
• 表征涂层 • 耐划伤能力 • 结合力 • 摩擦系数
(如果有配件)
• 分析
• 临界载荷(Lc) • 划痕形貌
涂层技术概述
夏飞 2011年11月30号
表面技术有关内容
新型表面功能涂层技术,包括低温化学表面涂层技术及超深层表面 改性技术,它运用物理、化学或物理化学等技术手段来改变“材料及 其制件表面成份和组织结构”,其特点是保持基体材料固有的特征,又 赋予表面化所要求的各种性能,从而适应各种技术和服役环境对材料 的特殊要求,因而它是制造和材料学科最为活跃的技术领域,又是涉及 表面处理与涂层技术的交叉学科。
摩擦磨损
针盘式摩擦实验
✓摩擦系数 ✓磨损寿命 ✓磨损速率
光学显ຫໍສະໝຸດ Baidu镜
扫描电子显微镜
Quelle: Wikipedia
自然界的矿物分为10个硬度等级,所有的物体应 该在这个范围内
布氏硬度
压头: 球 (硬质合金或淬硬钢)
压头
布氏和维氏硬度
维氏硬度
压头: 金字塔形 (金刚石)
压头
样品
d
样品
1. 定位
显微硬度测量
2. 压痕
3. 硬度计算
纳米压痕方法
✓深分对度之于一一涂般,以层小避硬于免度涂基的层体测厚的量度影,的压响十痕
涂层或与界面有关的硬度 厚度测量 结合强度 摩擦,磨损性能和摩擦系数 表面形貌,粗糙度测量 表面形貌 显微组织结构,表面形貌 化学成分 相结构,晶粒尺寸, 应力分析等
硬度
硬度代表抵抗硬物压入的能力
Mohs硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
方法：真空蒸镀,磁空溅射,电弧离子镀,激光辅助沉积,等离子辅助物理气相沉积,电
子束物理气相沉积等
特点：沉积速率慢,涂层质量好,适合一些精密的应用,如刀具模具,电子等行业
3.化学气相沉积技术（CVD）
方法：热丝CVD, 微波增强CVD, 等离子体增强CVD,有机化合物CVD 等 特点：绕射性好,可以生长一些高温下才能生长的薄膜,但沉积温度高.
4.湿法沉积
电镀,化学镀等
价格便宜.
薄膜和涂层示例 刀具涂层
DDP
光学镜片涂层
光学滤镜
光电涂层
表面涂层主要分析方法
研究方法
显微/ 纳米压痕 磨痕仪,台阶仪 划痕仪 摩擦仪 表面轮廓仪 光学显微镜 电子显微镜,原子力显微镜 X射线能谱仪 ,电子探针, X射线光电子能谱 X射线衍射,电子衍射
研究项目