Способ определения адгезионной прочности покрытий

 

Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для определения адгезионной прочности покрытий к подложкам и позволяет повысить точность определения адгезионной прочности при испытании хрупки.: покрытий толщиной до 150 мкм. К штиф .ту, установленному в отверстии подложки заподлицо с ее поверхностью, после нанесения на их общий торец испытуемого покрытия прикладывают отрывающую нагрузку Р, после чего измеряют площадь боковой конической поверхности образовавшегося в покрытии при отрыве отверстия. При отрыве штифта ; в момент разрушения покрытия напряжения ввиду малой толщины покрытия сосредоточены в основном на площадках, находящихся в зоне разрушения, площадь которых равна площади . поверхности разрзлпения, поэтому величина напряжений в покрытии тождественна величине g напряжений на торце штифта. ИзмеренСЛ ную площадь S боковой конической поверхности отверстия в покрытии учитывают при расчете адгезионной прочности покрытия по формуле 6 - P/S. 1ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 дар 4 С 01 N 19/04

,l3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3886946/25-28 ! (22) 18.04.85 (46) 23.10.86.Бил. И- 39 (72) В.Н.Власенко, В.И.Темкин, Б.А.Подольский, Т.П.Балдина и А.В.Каширский (53) 620.179.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 183459, кл. G 01 Н 19/04, 1965.

Зимон А.Д. Адгезия пленок и покры.тий. М.: Химия, 1977, с.87-88. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ

ПРОЧНОСТИ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для определения адгеэионной прочности покрытий к подложкам и позволяет повысить точность определения адгеэионной прочности при испытании хрупки;. покрытий толщиной до 150 мкм. К штифту, установленному в отверстии подложки эаподлицо с ее поверхностью, после нанесения на их общий торец иснытуемого покрытия прикладывают отрывающую нагрузку Р, после чего измеряют площадь боковой конической поверхности образовавшегося в покрытии при отрыве отверстия. При отрыве штифта в момент разрушения покрытия напряжения ввиду малой толщины покрытия сосредоточены в основном на площадках, находящихся в зоне разрушения, площадь которых равна площади . поверхности разрушения, поэтому величина напряжений в покрытии тождественна величине напряжений на торце штифта. Измеренную площадь S боковой конической поверхности отверстия в покрытии учитывают при расчете адгеэионной прочнос° ти покрытия по формуле 6 = P/S, 1ил., 1 табл.

1265556

Отрывазхяая нагруз иа Р, Н

Диаметр образовавшегоСпособ

Толщина покрытия S, ИКИ

Диаиет тифта ет

Известнъй способ, 6

Предлагаемый способ

G разрушения покрытия, 8 рддр ся оторца тифта, верстия

0TS

122,9

102, 3

0,716

100 0,92

IOO 0,94

130 0,98

140 1,01

140 1,02

130 1,06

130 1 08

Известныи

75 0,733

103,4

77 0,801

81 0,817

80 0,882

96,1

99 1

90,7

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения адгезионной прочности покрытий.

Целью изобретения является повышение точности определения адгезионной прочности при испытании хрупких покрытий толщиной до 150 мкм.

На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

В подложке 1 выполняют отверстие и размещают в нем штифт 2 заподлицо с поверхностью 3 подложки 1. На поверхность

3 подложки 1 и торец 4 штифта 2 наносят 71спытуемое хрупкое покрытие 5 толщиной не более 150 мкм. Прикладывают к штифту 2 нагрузку Р, отрывающую его от покрытия 5. При этом наблюдается адгезионный отрыв штифта 2 в узком кольцевом участке, который прилегают к периметру штифта 2, и .когеэионное разрушение покрытия 5 в центре торца 4 штифта 2 с образованием в покрытии 5 отверстия 6. При оФрыве штифта 2 напряжения на поверхности адгезионной связи торца 4 штифта 2 к моменту разрушения покрытия 5 ввиду его малой толщины сосредоточены, в основном, на площадках, находящихся в зоне разрушения, площадь которых равна площади поверхности разрушения покрытия, поэтому величина напряжений, возникающих в покрытии 5 при его разрушении, тождественна величине напряжений, возникающихна торце 4 штифта 2, характеризующих адгезионную прочность покрытия 5.Измеряют величину нагрузки P и площадь

S боковой конической поверхности об5 разовавшегося в покрытии 5 при отрыве штифта 2 отверстия 6 рассчитывают по формуле

10 где d, d — диаметр штифта и об1ат раэовавшегося в покрытии отверстия соответственно;

l5 8 — толщина покрытия.

По величине отрывающей нагрузки P и площади Я по известной формуле 6

P/S определяют адгезионную прочность хрупких покрытий.

20 Hp и м е р. Проводят испытания адгезионной прочности покрытий ВН-20 (карбид вольфрама с никелем) толщиной 100, 130, 140 и 150 мкм. Количество подвергнутых испытанию образцов

42 шт. Материал подложки Ст.3. Отрывы штифтов проводят на машине P-0,5.

Диаметры штифтов и образовавшихся в покрытии отверстий измеряют микроскопом МБС-9. Для получения сравнительЗО ных данных определяют адгеэионную прочность по известному способу, со штифтами диаметром 0,9 — 1,1 мм и предлагаемому способу со штифтами диаметром 1,5 — 2,0 мм. Результаты испытаний представлены в таблице и представляют собой средние значения по результатам измерений трех образцов. спадь поверхности Адгезионная прочность, и 1О ИЛА

1265556

Продолжение таблицы чность|

Толщина покрытия S, мкм

Отрывающая нагрузка Р, Н

Способ

Площадь поверкнос м ° 10 аметр фта эмм аметр раэовщегоПредлагаемый способ

6 уше ти торца штифта, ыт отрстия ть мм

110,0

l,083

100 1,65 1 ° 21 120

Предла" гаемяй

108,2

Измерения не про водипнсь

97 Измерения 0,896 ие проводиl 92 лись 1,617

100 1 ý67 1э35

100 l 70 0,98

118,7

105 9

1,681

130 1 69 О 91 178

130 1,74 0,82 194

140 1,59 0,35 190

150 1,95 0,88 222

102, 3.

1, 895

98,5

1,982

2,460

90,2

Составитель В.Свиридов

ТехРед И.Попович

Редактор В.Иванова

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5652/36

Подписное

Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Как видно из таблицы, предлагаемый способ повьппает точность определения адгезионной прочности в среднем на

l0X.

Формула изобретения

Способ определения адгезионной прочности покрытий, заключающийся в том, что в подложке выполня- 30 ют отверстие, размещают в отверстии штифт заподлицо с поверхностью подложки, наносят на поверхность подложки и торец штифта испытуемое покрытие, прикладывают к штифту отрывающую нагрузку и определяют адгезионную прочность покрытия по величине отрывающей нагрузки и площади отрыва покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения при испытании хрупких покрытий толщиной до 15Ю мкм, измеряют площадь боковой конической поверхности образовавшегося в покрытии при отрыве отверстия, которую учитывают при определении адгезионной прочности покрытия.