6-2 硬膜硬度和滑动性评价方法

PVD或CVD的硬质膜的表面硬度一般用Micro Vickers硬度计测量，但由于它是薄膜，实际膜厚约为1～5μm，因此受测得的载荷和基材硬度的影响. 我会收到的。

图 1 显示了实测载荷对两种不同硬度样品（SKH51）表面硬度的影响，通过离子镀层镀上 TiN。实测载荷为0.245N时，无论基材的硬度如何，表面硬度均为2500HV左右，该硬度似乎反映了在目前的成膜条件下得到的TiN膜的硬度增加。然而，该值随着测量载荷的增加而减小，并且对于具有较低基材硬度的样品而言效果更大。这样，在测量通过PVD或CVD制作的薄膜的硬度时，受基板的影响极大，在这种情况下，负载必须尽可能小。但是如果负载做的极小，背景的效果会降低，但是这时候会出现读取误差大等其他问题。

维氏硬度是塑性变形硬度，因为在施加预定载荷后施加载荷，保持一定时间后去除载荷，测量剩余压痕。这表明维氏硬度不适用于弹性变形大的薄膜。

因此，可以同时测量弹性变形硬度和塑性变形硬度的超精细硬度计（纳米压头）受到关注，应用案例数量迅速增加。例如，图 2 显示了通过纳米压痕机对 DLC 涂层硅晶片的载荷-位移曲线。通过卸载负载，施加负载时的位移变得非常小，负载越小，效果越大。这种现象的发生说明DLC薄膜是一种弹性变形较大的薄膜。

图 3 显示了当时的压痕硬度和塑性变形硬度与实测载荷的关系。压痕硬度几乎不受实测载荷的影响，但在塑性变形硬度的情况下，实测载荷越小，获得的硬度越高。这种情况下的硬度值在该实测载荷范围内几乎不受母材硬度的影响，很明显塑性变形硬度因实测载荷而产生的较大差异是由于材料的弹性变形所致。电影。

用于评价硬质薄膜的滑动特性的试验机有很多种。图 4 概述了一种球盘式摩擦磨损测试仪，该测试仪通常用作评估 PVD 和 CVD 制备的硬膜滑动性能的一种手段。在该方法中，将用夹具固定为不旋转的球（直径：6毫米或1/4英寸）以恒定载荷压在平面薄膜上，并以恒定直径进行圆周运动扫描以形成球传感器检测它们之间产生的摩擦阻力，并显示摩擦系数的变化。滚珠材料由于市售的轴承材料多种多样，因此比较容易根据涂层的使用条件进行选择。此外，摩擦试验后，通过观察或分析薄膜表面或球的摩擦点可以掌握摩擦形式，通过测量两者的磨损痕迹可以计算磨损量。

另外，市面上有各种试验机，用于测量时的载荷载荷范围和转速（摩擦速度），有往复滑动摩擦和振动摩擦以及旋转滑动摩擦等各种形式的摩擦。 . 此外，还制造和销售使用特殊夹具的水或油中液体的摩擦磨损、可通过加热器加热的高温摩擦磨损、可控制真空和气氛的试验机，因此它们是评估对象. 根据产品的用途正