划痕法附着力测试能告诉您什么
涂层的好坏取决于它与基体的结合。工具上的硬质涂层、金属上的油漆、电极薄膜、医疗器械涂层和光学膜层一旦剥落就会失效。划痕法附着力测试以受控方式诱发失效，并记录失效发生时的载荷。它是比较涂层、检验沉积质量最常用的方法之一。
测试原理
- 借助集成显微镜将样品定位到压头下方；对于微小结构，定位精度可达 0.25 µm。
- 压头接触表面后沿设定长度移动，同时法向载荷从起始载荷线性增加到终止载荷。
- 连续记录压入深度、摩擦力和声发射。在极低载荷下进行的预扫描和后扫描可得到真实划痕深度和残余深度。
- 对整条划痕成像，定位每处失效并换算为临界载荷。
在相同条件下重复划痕可确认重复性。在 PB1000 上，多道划痕自动化功能可对大量同类样品执行相同测试。
解读失效顺序
渐进划痕通常会依次出现多种失效，每种都有对应的临界载荷：
- Lc1： 首次内聚损伤，如裂纹或轻微崩落；
- Lc2： 界面附着失效开始，涂层开始脱离；
- Lc3： 完全剥落，沿划痕露出基体。
NANOVEA 的石英上金涂层研究展示了典型的失效顺序：11.15 N 时崩落，16.29 N 后出现反复的界面附着失效，19.09 N 时完全剥落。
从纳米到微米
涂层厚度和强度决定了载荷范围。宽约 100 µm 的支架杆上的聚合物涂层需要使用 mN 级载荷和细压头的纳米划痕。NANOVEA 测得首次损伤约为 14.5 mN，完全剥落约为 78.1 mN。氮化物涂层、金属上的油漆和铜线处理层需要 N 级载荷的微米划痕。两种模块可安装在同一台仪器上。
信号为何重要
光学观察仍是判定失效的基准，但记录的信号让解读更有依据。压头划穿至基体时摩擦力往往发生变化，崩落时深度会出现突变，声发射则能捕捉开裂事件。在 NANOVEA 的 TiN 研究中，较弱涂层的较低临界载荷在三种信号和图像中都清晰可见。
