Prova di Micro-Impatto dei Rivestimenti

La tecnica stessa, figura 1, configurazioni sulla dentellatura esistente del nano-disgaggio del NanoTest della società e tecnologia di prova del graffio. La modifica chiave per questa tecnica comprende fissare un oscillatore piezoelettrico al supporto del campione e connetterla direttamente ad un trasduttore. Quando il trasduttore è inserito il campione è oscillato ad alta frequenza (nelle direzioni indicate dalla freccia dalla testa doppio) causare l'impatto o il comportamento a fatica del contatto, secondo l'energia assicurata alla sonda. Con una piccola ampiezza di oscillazione la sonda rimane in contatto con la superficie, causante una compressione e un rilassamento periodici della superficie al punto di contatto. Questo sforzo-riciclaggio ripetitivo piombo per contattare la fatica ed infine frattura e debonding. Alle più alte ampiezze di oscillazione il ` della sonda rimbalza' sulla superficie, urtante ed indietreggiante continuamente dalla superficie. Quando c'è un cambiamento nell'energia del contatto, per esempio quando diventa assorbente d'energia dopo la frattura della superficie o del debonding di un rivestimento, un cambiamento nella ritrazione della sonda accade. L'usura Ricoprente durante la prova è seguita in tempo reale dal video del cambiamento nella profondità della sonda.

Figura 2 mostra un risultato tipico da una prova di urto su un rivestimento di Stagno. Un caricamento statico di 100mN era applicato in tutto la prova. Precedentemente era stato controllato per assicurarsi che non c'fosse errore del rivestimento a questo caricamento durante le prove normali della dentellatura. Dopo Che un secondo periodo di caricamento 30 da tenere conto strisciamento, il campione è stato oscillato a 80Hz. La sonda immediatamente ha cominciato ripetutamente ad urtare la superficie del rivestimento, piombo alla capitalizzazione graduale di danno di superficie tramite un trattamento di fatica. Ciò ha provocato un cambiamento brusco istantaneo nella posizione della sonda dopo indicativo 250 secondi, di errore catastrofico con il cambiamento nella profondità della sonda che corrisponde allo spessore di rivestimento. Le immagini di SEM delle superfici della prova esaminate dopo la prova di urto hanno confermato l'errore di aderenza. L'immagine di SEM nella figura 3 mostra la superficie da una prova interrotta subito dopo il punto dell'errore - un chiaro cratere di impatto può essere veduto. Il Confronto di parecchie immagini di SEM, dalle prove interrotte ai tempi differenti, ha rivelato un trattamento di fatica con costantemente l'ingrandimento delle crepe circolari, piombo all'errore adesivo.

Durante il programma di sviluppo tipico del rivestimento, un grande dipartimento di R & S renderà l'uso (spesso equo indiscriminante) di molti dei metodi attualmente disponibile valutare la prestazione del rivestimento. Tuttavia, l'approccio di questa spargimento-pistola del `' può avere sui problemi. I dati di Prova sono soltanto utili se la prova di laboratorio simula gli stati reali del contatto sperimentati in servizio, di modo che i risultati possono essere usati con fiducia per risolvere i problemi industriali di usura. Per esempio, è stato trovato che quando i rivestimenti avvertono l'impatto o l'erosione ripetitivo durante il servizio, i risultati di ` che' i metodi monostabili di caratterizzazione come prova del graffio non correlano sempre bene con la prestazione di prodotto finito. In queste circostanze, i rivestimenti vengono a mancare spesso tramite un trattamento di fatica (dopo tantissimi cicli agli sforzi più in basso del carico di snervamento). I caricamenti applicati necessari per produrre l'errore dei rivestimenti ben-aderenti in una prova di scalfittura normale sono spesso troppo alti per corrispondere a molti nelle situazioni di servizio. Invece, è stato trovato che l'oscillazione del campione durante la prova di scalfittura costante del caricamento può causare il rivestimento rapido che debonding quando la prova del graffio da sè è insufficiente a simile pressione del contatto. Il tempo ad errore è collegato con la concentrazione di aderenza del rivestimento-substrato, in modo dai risultati della prova possono essere usati per ottimizzare il processo di rivestimento.

La tecnica di impatto egualmente sta trovando le nuove applicazioni nelle microelettroniche. In particolare, il polimero/interfacce del nonpolymer (quale il polyimide-SiO₂) può essere una preoccupazione preoccupantesi per il pacchetto e collegare l'affidabilità. I materiali hanno ampiamente differire beni fisici e meccanici, che possono finalmente piombo per sollecitare l'accumulazione e delaminazione infine interfacciale con conseguente errore componente. La sonda della prova può essere posizionata esattamente sulle piccole zone di interesse sui chip con l'aiuto di un microscopio di alta risoluzione misura al NanoTest, figura 4. Quando l'ampiezza di oscillazione è bassa la sonda rimane in contatto con la superficie, causante il sforzo-riciclaggio ripetitivo, che piombo per contattare la fatica. Poiché il campione è oscillato ad alta frequenza, le prove di fatica estese (del alto-ciclo) sono possibili molto in un periodo ridotto.

Poiché l'affidabilità ricoprente sostiene le industrie quali le unità aerospaziali e biomediche, i rivestimenti della ceramica, le pellicole del polimero, l'imballaggio e la microelettronica automobilistici e resistenti all'uso, sembrerebbe che le applicazioni della tecnica fossero di grande portata, specialmente in prova di aderenza.