스크래치 밀착력 시험으로 알 수 있는 것
코팅의 성능은 기재와의 결합력에 달려 있습니다. 공구의 경질 코팅, 금속 위 도막, 전극 필름, 의료기기 코팅, 광학 층은 모두 박리되면 제 기능을 하지 못합니다. 스크래치 밀착력 시험은 통제된 방식으로 파괴를 일으키고 그때의 하중을 기록합니다. 코팅을 비교하고 증착 품질을 확인하는 데 가장 널리 쓰이는 방법 중 하나입니다.
시험 방법
- 내장 현미경으로 시료를 압자 아래에 위치시킵니다. 작은 형상의 경우 위치 결정은 0.25 µm에 이릅니다.
- 압자가 표면에 닿은 뒤 정해진 길이를 이동하는 동안 수직 하중이 시작 하중에서 종료 하중까지 선형으로 증가합니다.
- 침투 깊이, 마찰, 음향 방출을 연속으로 기록합니다. 매우 낮은 하중의 사전 스캔과 사후 스캔으로 실제 스크래치 깊이와 잔류 깊이를 구할 수 있습니다.
- 스크래치 전체를 촬영하고 각 파괴 위치를 찾아 임계 하중으로 환산합니다.
동일한 조건에서 반복한 스크래치로 재현성을 확인합니다. PB1000에서는 다중 스크래치 자동화로 같은 시험을 여러 유사 시료에 적용합니다.
파괴 순서 읽기
점진 하중 스크래치에서는 보통 여러 파괴가 차례로 나타나며, 각각 임계 하중을 가집니다.
- Lc1: 균열이나 가벼운 치핑 같은 첫 응집 손상
- Lc2: 코팅이 떨어지기 시작하는 접착 파괴의 시작
- Lc3: 트랙을 따라 기재가 드러나는 완전 박리
NANOVEA의 석영 위 금 코팅 연구는 전형적인 순서를 보여 줍니다. 11.15 N에서 치핑, 16.29 N 이후 반복적인 접착 파괴, 19.09 N에서 완전 박리가 일어났습니다.
나노에서 마이크로까지
코팅의 두께와 강도가 하중 범위를 결정합니다. 폭 약 100 µm의 스텐트 스트럿 위 고분자 코팅에는 mN 하중과 가는 팁을 쓰는 나노 스크래치가 필요합니다. NANOVEA는 약 14.5 mN에서 첫 손상, 약 78.1 mN에서 완전 박리를 측정했습니다. 질화물 코팅, 금속 위 도막, 구리선 처리에는 N 하중의 마이크로 스크래치가 필요합니다. 두 모듈은 같은 장비에 장착됩니다.
신호가 중요한 이유
파괴를 판별하는 기준은 여전히 광학 관찰이지만, 기록된 신호가 해석의 근거를 탄탄하게 해 줍니다. 압자가 기재까지 뚫고 들어가면 마찰이 바뀌는 경우가 많고, 치핑이 생기면 깊이가 갑자기 변하며, 음향 방출은 균열 발생을 포착합니다. NANOVEA의 TiN 연구에서는 약한 코팅의 더 낮은 임계 하중이 이미지뿐 아니라 세 가지 신호 모두에서 나타났습니다.
