石英晶体微天平（QCM）是一种极其敏感的质量传感器，能够对纳克级的小质量进行精确测量。QCM通过检测石英晶体共振频率的变化来测量表面的质量变化，有两个电极分别贴在板的两侧。测量极小重量的能力使其成为各种研究和工业仪器的关键部件，用于检测和监测质量、吸附、密度和腐蚀等的变化。
作为一种极其精确的设备，QCM可测量低至0.1纳克的质量变化。石英板上电极的任何质量损失或分层都会被石英晶体检测到，并导致重大测量误差。因此，电极涂层的内在质量和涂层/基底系统的界面完整性在进行准确和可重复的质量测量中起着重要作用。微量划痕试验是一种广泛使用的比较性测量，基于对出现故障的临界载荷的比较，评估涂层的相对内聚力或粘附性能。它是对QCM进行可靠的质量控制的一个卓越工具。
测量目标
在这个应用中， NANOVEA 机械测试仪，在微划痕模式下，用于评估 QCM 样品石英基板上金涂层的内聚力和粘合强度。我们想展示的能力 NANOVEA 机械测试仪在对精致的样品进行微观划痕测试时，具有很高的精度和可重复性。
NANOVEA
PB1000
ǞǞǞ NANOVEA 使用PB1000机械测试仪对QCM样品进行微划痕测试，测试参数总结如下。进行了三次划痕，以确保结果的可重复性。
装载类型。 渐进的
初始负载
0.01 N
终极装载
30 N
气候环境。 空气 24°C
滑动速度
2毫米/分钟
划痕长度
2毫米
QCM样品上的全部微观划痕如图所示 图1.不同临界载荷下的失效行为显示在图2中。，其中临界负荷，LC1 被定义为在划痕中出现粘合剂失效的第一个迹象的载荷，LC2 是发生重复性粘接失效后的负荷，而LC3 是涂层从基体上完全去除的载荷。可以看出，在LC1 的11.15N，这是涂层失效的第一个迹象。
在微划痕试验中，随着正常载荷的不断增加，在LC2 的16.29N。当LC3 达到19.09N时，涂层完全从石英基体上剥离。这样的临界载荷可以用来定量比较涂层的内聚力和粘合力，并为目标应用选择最佳候选者。
图1: QCM样品上的完整微划痕。
图2: 在不同的临界载荷下的微观划痕轨道。
图3 图为摩擦系数和深度的演变，这可能为微划痕试验期间涂层故障的进展提供更多的启示。
图3: 在微划痕测试期间，COF和深度的演变。
在这项研究中，我们展示了 NANOVEA 机械测试仪可在QCM样品上进行可靠而准确的微划痕测试。通过以受控和密切监测的方式施加线性增加的载荷，划痕测量使用户能够确定发生典型的内聚性和粘附性涂层失效的临界载荷。它为定量评估和比较涂层的内在质量以及用于 QCM 的涂层/基底系统的界面完整性提供了一个卓越的工具。
的纳米、微观或宏观模块。 NANOVEA 机械测试仪都包括符合ISO和ASTM标准的压痕、划痕和磨损测试仪模式，在一个系统中提供了最广泛和最友好的测试范围。 NANOVEA我们无与伦比的产品系列是确定薄或厚、软或硬的涂层、薄膜和基质的全部机械性能的理想解决方案，包括硬度、杨氏模量、断裂韧性、粘附性、耐磨性和许多其他性能。
此外，还有一个可选的3D非接触式轮廓仪和AFM模块，用于对压痕、划痕和磨损轨迹进行高分辨率的3D成像，以及其他表面测量，如粗糙度和翘曲度。
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