实验10 薄膜材料的制备及性能检测
薄膜材料的制备及性能研究
薄膜材料的制备及性能研究第一章：薄膜材料的基础知识薄膜材料是指厚度在一个纳米到几微米之间的材料，由于其具有较大的比表面积和界面能，从而表现出了明显的物理和化学性质，应用广泛。
薄膜材料可以制备出各种不同形态和结构的材料，包括单层，多层和复合薄膜。
薄膜可以用于制备各种功能性材料，例如光电材料，传感器，能源材料和生物医学材料等。
因此薄膜材料的制备和性能研究已经成为了材料科学中一个重要的研究方向。
第二章：薄膜制备技术薄膜制备技术可以分为物理气相沉积（PVD），化学气相沉积（CVD），溶液法和电化学法等。
其中PVD主要应用于粘附性要求高的金属材料，CVD是为了制作半导体器件而发展出来的技术。
溶液法和电化学法则可以用来制备具有大面积、低成本和环境友好等特点的薄膜材料，因此是应用最为广泛的制备技术之一。
采用这两种技术制备的薄膜具有谷电导，谷光导和电化学性质等。
第三章：薄膜材料的性能研究具体来说，薄膜材料的性能包括表面化学性质、表面结构、光电性质和力学性质。
如表面化学性质可以通过XPS、FTIR和Tof-SIMS等技术进行表征，表面结构可以利用STM和AFM等技术来研究；光电性质则可以通过光谱测量和电学测试等手段来探究，力学性质则可以通过纳米压痕实验等方法来研究。
另外，薄膜材料的吸湿性、稳定性和生物相容性也是需要考虑的因素。
第四章：薄膜材料的应用领域举例薄膜材料由于其独特的性质，在许多领域中都有着广泛的应用。
以太阳能电池为例，在这种光电器件中，薄膜材料被用来制作光电转换器件和透明电极等部件，这直接关系到其光电性能和机械稳定性。
另外，在生物医学领域中，薄膜材料可以用来制备药物输送系统和人工血管等医学器械，用于有效地传递和释放药物。
第五章：未来展望在未来，薄膜材料将面临更加广泛和深入的应用前景。
例如，在生物医学领域中，薄膜材料可以用于制备智能药物释放系统，这将为治疗慢性疾病提供更有效的途径。
此外，在电子器件中，薄膜材料可以用于制作超薄管道、柔性器件和透明电极等。
物理实验技术中的材料薄膜制备与测量技巧
物理实验技术中的材料薄膜制备与测量技巧材料薄膜在物理实验中扮演着重要的角色。
它们广泛应用于电子器件、光学器件、储能设备等领域，具有独特的性能和应用前景。
但是，材料薄膜的制备与测量并不是一件简单的事情。
本文将针对物理实验技术中的材料薄膜制备与测量技巧展开探讨。
一、材料薄膜的制备技巧材料薄膜制备过程中的关键问题是如何获得高质量的薄膜。
这包括薄膜的厚度均匀性、结晶度、界面质量等方面的要求。
下面将介绍两种常见的薄膜制备技术。
1. 物理气相沉积法（Physical Vapor Deposition，简称PVD）PVD是一种利用物理手段将固态材料转化为气态，然后在衬底表面沉积成薄膜的方法。
其中，蒸发法、溅射法和激光热蒸发法是最常用的PVD技术。
在制备薄膜时，需要注意蒸发源的温度、蒸发速率以及衬底的温度和表面处理等因素，以保证薄膜的均匀性和质量。
2. 化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，简称CVD）CVD是一种利用化学反应在衬底表面生成具有所需性质的材料薄膜的方法。
通过控制反应条件和气相组分，可以制备出高质量的薄膜。
常见的CVD技术有热CVD、等离子体增强化学气相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD）等。
在进行CVD制备时，需要注意反应流程的控制、反应气体的纯净度，以及衬底的温度和表面处理等因素。
二、材料薄膜的测量技巧薄膜的制备完成后，我们需要对其进行测量以获得相关性能参数。
下面将介绍两种常见的薄膜测量技术。
1. 拉曼光谱测量拉曼光谱是一种非侵入式的测量方法，可以获得材料的结构信息。
通过激光光源的散射，与物质交互作用后的光被收集，并进一步分析得到物质的振动模式和结构信息。
在薄膜研究中，拉曼光谱常用于表征薄膜的晶格结构、应力分布、杂质掺杂等方面的信息。
通过拉曼光谱测量，可以获得薄膜的结晶度、晶格纳米尺寸等重要参数。
材料科学中的薄膜材料的制备与表征
材料科学中的薄膜材料的制备与表征薄膜材料是材料科学中一类重要的材料，在许多工业领域和科学研究中扮演着重要的角色。
薄膜材料的制备和表征是该领域研究的核心内容，涉及到许多先进的制备技术和表征方法。
首先，我们来介绍一下薄膜材料的制备技术。
薄膜材料的制备可以通过物理、化学和生物方法来实现。
物理制备方法包括蒸发、溅射、离子束沉积等，这些方法主要通过物理手段将原料蒸发或溅射到基底上形成薄膜。
化学制备方法包括溶液法、凝胶法、气相沉积等，其中溶液法是一种常见且简便的制备方法，通过溶液中原料的反应和沉积来制备薄膜。
生物制备方法则利用生物体自身的成分和机制来合成和组装薄膜材料。
薄膜材料的制备过程中需要考虑多个因素，包括原料的选择和纯度、沉积速率控制、温度和压力的控制等。
在物理制备中，质量和形态的控制是关键，需要精确控制蒸发或溅射参数来得到所需的薄膜，同时还需要考虑沉积速率对薄膜性能的影响。
在化学制备中，反应物的选择和配比、溶液浓度、温度等因素都会影响薄膜的性质。
生物制备方法则需要考虑生物体自身的特性和条件来控制薄膜的组装和形态。
薄膜材料制备完成后，需要进行表征以了解其结构和性质。
薄膜材料的表征常用的方法包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等。
XRD可以用于表征薄膜的结晶性质和晶格参数，通过分析衍射峰可以确定薄膜的纯度和晶体结构。
SEM和TEM则可以提供薄膜的形貌和微观结构信息，通过观察电子显微镜图像可以了解薄膜的表面形态和内部结构。
此外，还可以使用光学显微镜、拉曼光谱、电子能谱等其他表征方法对薄膜材料进行更详细的分析。
在薄膜材料的表征过程中，需要注意一些关键指标的检测。
例如，薄膜的厚度是一个非常重要的参数，可以通过表面轮廓仪、原子力显微镜、步进剥离等方法来测量。
薄膜的化学成分可以通过X射线光电子能谱（XPS）和能谱仪来确定。
光学性质是另一个需要表征的重要方面，可以通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱等方法来研究薄膜的光学特性。
薄膜材料的制备和表征分析
薄膜材料的制备和表征分析近年来，薄膜材料的制备和表征分析已经成为了一个热门的研究领域。
薄膜材料，指的是厚度在几纳米到几百微米之间的材料，由于其极小的尺寸和高比表面积，具有很多独特的物理、化学和材料特性。
这种材料近年来被广泛应用于复杂的电子器件、生物医学、分析化学等领域。
因此，对薄膜材料的制备方法和表征分析技术进行深入的研究和探究，有助于更好地开发和应用这种材料。
一、薄膜材料制备技术薄膜材料的制备技术有很多种类。
常见的制备方法包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射镀膜、离子束镀膜、分子束外延以及涂覆法等。
其中，物理气相沉积通常使用的设备是真空蒸发装置。
在它的内部，材料样品被放在坩埚中。
而且通过高压电弧，材料样品被化为离子状态和粒子状态的气体。
这些气体以极高浓度流被导入真空室中，使其射到表面上，从而形成薄膜。
化学气相沉积是一个沉淀对应物质的方法，它是一种将气态物质化为固态物质的方法。
其核心原理是在气相沉积过程中，物质原子或分子通过化学反应，形成薄膜。
溅射镀膜是利用氩离子轰击靶材使材料离开靶材沉积在基板表面上形成薄膜。
离子束镀膜和分子束外延则是利用起始物质，通过强气流、热电子和离子的束束出射，碰撞到物质的靶材，然后使其形成薄膜。
涂覆法比较简单，通常是一种在基板表面上涂覆薄膜溶液或者膜浆，然后通过烘干、烘烤等处理过程形成自臻的薄膜。
此外，近年来又兴起了一种被称为“自组装”的制备方法，如自组装膜、自组装量子点等，这种方法利用材料分子之间的相互作用力，通过自发的方式组装形成薄膜。
二、薄膜材料表征分析技术表征分析技术是研究薄膜材料特性的重要手段，它可以为薄膜材料的使用和进一步研究提供基础性数据和依据。
常见的表征分析技术包括扫描电镜成像、X射线衍射、拉曼光谱、电子能谱等。
扫描电镜是一种利用电子束照射样品表面，通过检测样品电子信息制成图片或场景的技术。
它可以提供材料表面的拓扑形态，包括结构、相貌和纹理等特征。
X射线衍射技术通过探测材料的晶体结构，实现快速精确地分析材料的进化、物性与性能等方面的问题。
薄膜材料的制备与表征
薄膜材料的制备与表征
近年来，薄膜材料的制备与表征成为了材料科学研究领域中备
受关注的热点之一。
薄膜是指厚度在纳米至微米级别的材料，在
多个领域应用广泛，如电子器件、光学器件、传感器等。
薄膜材料的制备技术分为物理法、化学法、生物法等多种类型。
其中，物理法的代表有物理气相沉积、分子束外延等，化学法的
代表有溶胶凝胶法、水热合成法等。
不同的制备方法对应不同的
材料和应用领域。
为了提高薄膜的制备效率和性能，制备技术不
断更新和发展。
在薄膜材料表征方面，常用的手段有X射线衍射、扫描电子显
微术(SEM)、透射电子显微术(TEM)、原子力显微镜(AFM)等。
这
些技术可以对薄膜的结构、形貌、成分等进行分析和表征。
其中，AFM可以对薄膜表面的形貌进行高分辨率观测，TEM可以直接观察薄膜内部结构，是研究薄膜体内结构的重要方法。
除了上述技术外，薄膜材料的表征还包括电学性质、光学性质
等多个方面。
例如，可以通过二极管测试、电容测试等方法来研
究薄膜的电学性能，通过吸收光谱、荧光光谱等方法来研究薄膜
的光学性能。
此外，在薄膜材料的应用方面，如何将其粘附在不同的基底上并保持其原有性能是一个重要问题。
因此，研究薄膜与基底之间的界面相互作用也变得至关重要。
通常，常用的界面修饰方法包括化学修饰、电子束辐射、离子注入等。
总之，薄膜材料的制备与表征是材料科学研究中的一个重要领域，随着科技的不断进步和发展，对其性能要求也越来越高。
因此，对薄膜的制备技术和表征手段的研究将永远不会停止。
薄膜材料的制备与性能研究
薄膜材料的制备与性能研究薄膜材料是一种在厚度方向上尺寸较小的材料，其制备与性能研究一直是材料科学领域的热点之一。
薄膜材料的制备方法多种多样，包括物理气相沉积、化学气相沉积、溶液法、电化学沉积等。
这些方法都有各自的特点和适用范围。
物理气相沉积是一种常用的薄膜材料制备方法。
它通过将材料源加热，使其蒸发或者溅射，然后在基底上沉积形成薄膜。
这种方法制备的薄膜具有良好的结晶性和致密性，适用于制备一些高性能的薄膜材料，如金属薄膜和硅薄膜。
化学气相沉积是另一种常用的薄膜材料制备方法。
它通过在气相中引入反应气体，使其在基底表面发生化学反应，生成薄膜。
这种方法制备的薄膜可以控制其成分和晶格结构，适用于制备一些复杂的功能性薄膜材料，如氮化硅薄膜和氧化锌薄膜。
溶液法是一种简单易行的薄膜材料制备方法。
它通过将溶解有所需材料的溶液涂覆在基底上，然后通过控制溶液的挥发或者化学反应，使材料沉积形成薄膜。
这种方法制备的薄膜成本低、制备过程简单，适用于制备一些大面积的薄膜材料，如聚合物薄膜和碳纳米管薄膜。
电化学沉积是一种基于电化学原理的薄膜材料制备方法。
它通过在电解液中加入所需金属离子，然后在基底上施加电场，使金属离子在基底表面还原沉积形成薄膜。
这种方法制备的薄膜具有良好的均匀性和致密性，适用于制备一些高纯度的金属薄膜和合金薄膜。
除了制备方法，薄膜材料的性能研究也是非常重要的。
薄膜材料的性能与其微观结构、晶格缺陷、晶界等因素密切相关。
因此，研究薄膜材料的晶体结构、晶体学性质、物理性质和化学性质等是非常重要的。
在薄膜材料的性能研究中，常用的表征手段包括X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。
这些表征手段可以用来观察薄膜材料的晶体结构、表面形貌和成分分布等。
此外，还可以通过电学测试、热学测试、力学测试等手段来研究薄膜材料的电学性能、热学性能和力学性能等。
薄膜材料的制备与性能研究对于材料科学的发展具有重要意义。
它不仅可以为新型材料的开发提供理论和实验基础，还可以为材料应用领域的进一步发展提供支撑。
薄膜材料的制备与表征
薄膜材料的制备与表征薄膜材料是一种在厚度方向上相对较薄的材料，具有广泛的应用领域，如电子器件、光学器件、传感器等。
薄膜材料的制备与表征是研究和应用薄膜材料的重要环节。
本文将从薄膜材料的制备方法、表征技术以及未来的发展方向等方面进行探讨。
一、薄膜材料的制备方法薄膜材料的制备方法多种多样，常见的有物理气相沉积、化学气相沉积、溅射法、离子束法等。
其中物理气相沉积是一种常用的制备方法，通过在真空环境下将源材料加热至蒸发或溅射，使其沉积在基底上形成薄膜。
化学气相沉积则是利用化学反应在基底表面生成薄膜材料。
溅射法和离子束法则是通过将材料源溅射或离子轰击基底表面形成薄膜。
二、薄膜材料的表征技术薄膜材料的表征技术主要包括结构表征和性能表征两个方面。
结构表征主要是通过X射线衍射、扫描电子显微镜等技术来研究薄膜的晶体结构、晶体形貌等信息。
性能表征则是通过电学、光学、磁学等测试手段来研究薄膜的电学性能、光学性能、磁学性能等。
在结构表征方面，X射线衍射是一种常用的技术。
通过测量薄膜的衍射图谱，可以得到薄膜的晶体结构、晶格常数等信息。
扫描电子显微镜则可以观察薄膜的形貌和表面形貌，进一步了解薄膜的结构特征。
在性能表征方面，电学性能的测试常用的有电阻率测量、电容测量等。
光学性能的测试则可以通过透射谱、反射谱等来研究薄膜的光学特性。
磁学性能的测试则可以通过磁化曲线等来研究薄膜的磁学特性。
三、薄膜材料的未来发展方向薄膜材料的制备与表征技术在不断发展，未来的发展方向主要包括以下几个方面。
首先，制备方法的研究将更加注重薄膜材料的性能调控。
通过改变制备参数、添加掺杂物等手段，实现对薄膜材料性能的精确调控，以满足不同应用领域的需求。
其次，表征技术的研究将更加注重对薄膜材料微观结构和性能的深入理解。
随着材料科学的发展，越来越多的表征技术将应用于薄膜材料的研究，以揭示薄膜材料的微观机制和性能特征。
最后，薄膜材料的应用领域将更加广泛。
随着科技的进步，薄膜材料在电子器件、光学器件、传感器等领域的应用将不断拓展。
薄膜性能测试实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过测试薄膜的物理性能，了解薄膜在不同条件下的力学性能，为薄膜材料的选择和应用提供依据。
主要测试内容包括薄膜的纵横向拉伸性能、抗穿刺强度、摩擦系数、剪切性能和疲劳性能等。
二、实验原理薄膜的物理性能测试是通过模拟实际应用中可能遇到的力学环境，对薄膜材料进行拉伸、压缩、弯曲等力学测试，从而得到薄膜的力学性能参数。
实验原理基于材料的弹性变形理论，通过测量加载力、变形量和应变速率等数据，计算得到薄膜的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率等参数。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：TA.XTC薄膜性能测试仪、薄膜拉力试验机、针形探头等。
2. 实验材料：待测试的薄膜样品。
四、实验方法与步骤1. 薄膜的纵横向拉伸性能测试（1）使用TA.XTC薄膜性能测试仪，将薄膜样品裁剪成长条形规格，上下端分别固定在仪器的夹具上。
（2）一端不动，另一端匀速移动拉伸薄膜直至完全断裂。
（3）记录薄膜的拉伸挺度，数值越高，薄膜的抗拉伸形变能力越强。
2. 薄膜的抗穿刺性能测试（1）使用TA.XTC薄膜性能测试仪，将薄膜样品固定在平台夹具上。
（2）用针形探头缓慢刺向薄膜，直至刺破。
（3）记录薄膜的抗穿刺性能，数值越高，薄膜的抗穿刺能力越强。
3. 薄膜的摩擦系数测试（1）使用TA.XTC薄膜性能测试仪，将薄膜样品固定在夹具上。
（2）在薄膜表面施加一定的压力，使用摩擦系数测试装置进行测试。
（3）记录薄膜的摩擦系数。
4. 薄膜的剪切性能测试（1）使用TA.XTC薄膜性能测试仪，将薄膜样品固定在夹具上。
（2）在薄膜表面施加一定的压力，进行剪切测试。
（3）记录薄膜的剪切强度。
5. 薄膜的疲劳性能测试（1）使用TA.XTC薄膜性能测试仪，将薄膜样品固定在夹具上。
（2）对薄膜进行周期性的拉伸和放松，模拟实际应用中的疲劳过程。
（3）记录薄膜的疲劳寿命。
五、实验结果与分析1. 薄膜的纵横向拉伸性能测试结果本次实验测试的薄膜样品在纵横向拉伸性能方面表现良好，其拉伸挺度较高，抗拉伸形变能力强。
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实验十薄膜材料的制备及性能检测
一、实验目的
1．了解磁控溅射的原理及仪器装置、操作方法。
2．通过实验掌握涂层性能分析的实验技术。
二、实验原理
用于轰击靶材的荷能粒子可以是电子、离子或中性粒子，因为离子在电场下易于加速并获得所需要的动能，因此大多数采用离子作为轰击粒子。
离子轰击靶材时将靶面原子击出的现象称为溅射。
所以溅射镀膜就是指在真空中利用荷能粒子轰击靶材表面，使被轰击出的粒子沉积在基片上，在基底上形核生长形成薄膜的过程的一种技术。
通常，利用低压惰性气体辉光放电来产生入射离子。
镀膜时，靶材为阴极，基材为阳极，真空室中一般为0.1-10Pa的Ar气或其它惰性气体（一般选择Ar气作为溅射气体）。
20世纪三四十年代首次利用溅射镀膜技术成功制备了薄膜，且在六七十年代实现工业化应用，尤其在近几十年内，溅射镀技术发展迅速，利用该技术制备的新型材料也数不胜数。
目前溅射方法很多，主要有二级溅射、三级或四级溅射、磁控溅射、对靶溅射、射频溅射、偏压溅射、非对称交流射频溅射、离子束溅射以及反应磁控溅射等。
磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基材的过程中与Ar气气体分子发生碰撞，使其电离产生出Ar+和新的电子；新电子飞向基材，Ar+在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶材表面，使靶材发生溅射。
被溅射出的粒子中，中性的靶材原子或分子沉积在基材表面生成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，在E（电场）×B（磁场）所指的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。
若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶材表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶材表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar+来轰击靶材，从而实现了高速沉积。
随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶材表面，并在电场E的作用下最终沉积在基材表面。
由于该电子的能量很低，传递给基材的能量很小，致使基材温升较低。
磁控溅射是入射粒子（如Ar+）和靶原子的碰撞过程。
入射粒子在靶中经历复杂的散射过程，和靶原子碰撞，把部分动能传递给靶原子，而此靶原子又与其他靶原子碰撞，形成级联效应，在这种级联效应中某些获得足够向外运动动能的靶材表面靶原子就会离开靶材表面被溅射出来。
三．试验方法
3.1 实验材料
实验分别选用1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢、K38G高温合金和马氏体热作模具钢材料H13钢（4Cr5MoSiV1）为基体材料，将实验材料用电火花线切割成15mm×10mm×2mm的片状样品。
3.2 实验前基体试样的预处理
基体试样在放入真空腔前须经过严格的清洁处理，去除基体表面粘附的各种油污、粉刺、汗渍等污物来保证涂层的纯度和结合强度等。
基体前期预处理步骤为：首先将线切割加工的试样进行机械研磨或抛光处理，然后将打磨好的样品放在丙酮溶液中超声清洗，随后将丙酮清洗过的样品用无水乙醇超声清洗，干燥后待用。
为了进一步提高涂层的综合性能，试样放入真空室后在膜层物质沉积之前还需要对样品进行清洗，具体过程是：首先使用高能离子对试样进行轰击以进一步清除试样表面的氧化皮及其他污染物，然后将预溅射后的靶材在低功率下同时对样品进行轰击，进一步提高样品的表面活化能。
离子轰击前先将Ar气引入真空腔，真空室内压力为1Pa左右，轰击时采用脉冲偏压，其偏压值为-800V左右。
3.3 涂层沉积
CrN涂层的制备采用沈阳科友真空技术有限公司的FDJ700型高真空多功能薄膜沉积设备的闭合场非平衡磁控溅射离子镀系统。
沉积工艺如下：抽真空→系统加热（充入Ar气，辉光放电）→高能离子轰击去除基体表面氧化皮和其他污物及预溅射→沉积Cr结合层→通N2，开始沉积涂层→降温后取出样品。
所有实验用的靶材都使用直流电源模式，真空室内施加的偏压均为脉冲模式，工作气压0.5Pa，本底压力~10-4Pa。
3.5显微结构表征
3.5.1形貌观察
通过观察微观组织形貌可以了解物质内部结构所决定的外部几何特征，包括表面形貌、截面形貌和金相组织特征。
涂层的微观形貌有助于分析其生长机理及物理性能等。
本实验中涂层的表、截面形貌是在场发射扫描电子显微镜（FESEM，Zeiss Sigma，Germany）上获得的。
其中，通过截面形貌可以计算所沉积涂层的厚度。
3.5.2 成分分析
对于涂层整体的化学成分分析，常常解释不了镀层性能和工艺之间的关系。
只有了解化学成分在微区空间的分布，才能描述其显微组织。
这种微区空间化学元素的分布状态，可以通过深度分析和涂层截面分析两种途径获得。
常用的表面和深度分析方法有能谱(EDS)、俄歇电子能谱(AES)、电子探针(EPMA)和光电子能谱(XPS)等。
本实验使用能谱(EDS)分析涂层的元素组成。
3.5.3 物相分析
X射线衍射是测定物质晶体结构的最常用方法，它具有精度高、方法简单等特点，利用它可用来分析涂层的相组成及其晶体结构、晶粒的尺寸分布及晶面择优取向等。
它给出的结果是整个涂层信号的叠加，通常还包括基体的衍射峰。
X射线衍射的原理是描述晶体原子平面进行X射线散射的相干涉条件满足Bragg方程：
2dsin n θλ=
式中，λ为入射X 射线波长，d 为晶面间距，θ为衍射角，即入射角。
本实验中采用XRD （Shimadzu XRD-6100，Japan ）分析了基体及涂层基体的相组成及晶面择优取向。
选用Cu 靶X 射线管，电压40kv ，电流30mA ，连续扫描模式，扫描速度3°/min ，扫描角度10-80°，步长0.03°。
在进行物相分析时只需要将所测得的图样的相与标准卡相进行对照，如果所测样品的图样的d 和I 值能与标准卡片很好的吻合，就可以认定试样的物相就是该标准样物相。
但是标准卡片数量大，对照工作复杂，需要借助索引来查找。
3.6 性能测试
3.6.1 结合力
划痕试验结果输出图
本论文中涂层的结合力是在多功能材料表面性能试验仪（MFT-4000，兰州华汇仪器科技有限公司）上测量的，该划痕试验机由自动加载划痕系统、声发射监听记录装置以及控制微机组成。
该设备利用声发射信号来检测划痕信息，可以设定不同的加载速率和划痕速度，配合声发射监听测定临界载荷值。
金刚石压头锥角120°，曲率半径0.2mm 。
3.6.2 显微硬度
本论文中涂层的硬度是在数字式显微硬度计（MH-50，上海恒一精密仪器有限公司）上测量的。
为得到准确的硬度值，选用三种不同载荷，分别打三个点，取平均值，利用上文所述理论，得出最接近理论值的硬度值，测量方法如下图所示，载荷分别为10、25、50gf ，加载时间为15s 。
压痕对角线越短，硬度越高。
CrN 涂层在不同载荷下的压痕形貌
四、实验结果
CrN 涂层的XRD 图谱
从图中可以看出：CrN 涂层中主要含有金属Cr 、orth-CrN 和少量的Cr 2N 。
10μm
CrN涂层的表面形貌（a）和截面形貌（b）
上图给出了CrN涂层的表面形貌和截面形貌。
从图中可以看出，涂层为等轴晶，结构致密，
表面色泽均匀一致。
涂层厚度约5μm，断面组织无明显裂纹、空隙等缺陷，涂层与基体界面整齐
且清晰可见，这保证了涂层与基体之间的良好的结合力。
划痕实验后CrN涂层的划痕形貌及声信号、摩擦系数曲线涂层的硬度为1979HV0.025，涂层的结合力测试结果如上图所示。
从图中可以看出，涂层在加
载力为24N时，涂层开始开裂，当加载力增加至54N时，涂层剥落，随着载荷的进一步加大，涂
层开始出现凹陷和凸起，开始大面积脱落。
结合声信号及摩擦系数曲线和EDS分析，可以断定
CrN涂层的结合力在54N左右。