コーティングのマイクロ影響のテスト

カバーされるトピック

背景

マイクロ影響のテストはマイクロ材料によって開発される腐食性の摩耗へのコーティングの付着、靭性および抵抗を最適化するために会社のシークとして広まるようになっている新しく反復的な接触の技術です。その実用性は従来のテストによりもっとすぐに疲労プロセスにもっと密接にそして発生する摩耗の状態を模倣する機能にあります。

技術がどのように働くか

技術自体、図 1、会社のある NanoTest の nano スケールの刻み目の造りおよびスクラッチテストの技術。この技術のための主修正は圧電気の発振器をサンプルホールダーに接続し、シグナル発電機に直接接続することを含みます。シグナル発電機がサンプルで切替えられるとき (二重頭の矢によって示されている方向で) 影響か接触の疲労の動作を引き起すことは高周波でプローブに供給されるエネルギーによって、振動します。小さい振動の振幅によってプローブは接点で表面の定期的な圧縮し、弛緩を引き起こす表面によりと接触して残ります。この反復的な圧力循環は疲労に接触するために導き最終的におよび折ま debonding。より高い振動の振幅でプローブの ` は絶えず表面から影響を与え、反動する表面で」、跳ねます。接触エネルギーに変更があるとき、例えばコーティングの表面または debonding のひびの後でエネルギー吸収性になるとき、プローブの反動の変更は発生します。テストの間のコーティングの摩耗はリアルタイムにプローブの深さの変更の監視に先行しています。

図 1. 影響の技術の運営原則。

結果が意味する何を

図 2 は錫コーティングの衝撃試験からの典型的な結果を示します。 100mN のスタティックロードはテスト全体応用でした。以前はコーティングの障害が正常な刻み目テストの間にこのロードになかったことを確認されてしまいました。クリープを可能にするべき 30 第 2 ローディングのピリオドサンプルが 80Hz で振動した後。プローブはすぐに繰返して疲労プロセスによって表面損傷の漸進的な蓄積の原因となるコーティングの表面に影響を与え始めました。これはコーティング厚さに相当してプローブの深さの変更との破局故障を 250 秒後にプローブの位置の即時の急激な変化で、表した起因しました。衝撃試験の後で検査されたテスト表面の SEM の画像は付着の障害を確認しました。図 3 の SEM の画像は障害ポイントの直後に停止するテストからの表面を示します - 明確な影響の噴火口は見ることができます。異なった時に停止したテストからの複数の SEM の画像の比較は、着実に付着力の障害の原因となる円のひびを拡大することを用いる疲労プロセスを明らかにしました。

ケイ素の図 2. チタニウムの窒化物のコーティングのマイクロ影響のテスト。

ケイ素のチタニウムの窒化物のコーティングの影響誘発の付着の障害の後の図 3. 影響の噴火口。

影響のテストが製品開発でどのように使用することができるか

典型的なコーティングの開発計画の間にコーティングパフォーマンスを評価する、大きい R & D 部は方法の多数の (頻繁にかなり無差別の) 使用を現在利用できるようにします。ただし、この ` 分散銃の」アプローチは問題があることができます。テストデータは産業摩耗問題を解決するのに結果が自信をもって使用することができるように実験室試験がサービスで経験される実際の接触の状態を模倣すればその時だけ有用です。例えば、それはコーティングがサービスの間に反復的な影響か腐食を経験するときことが、単発式」スクラッチテストのような性格描写方法が最終製品パフォーマンスに常によく関連させない ` の結果分られました。このような状態で、コーティングは頻繁に疲労プロセスによって失敗します (低の圧力降伏強さよりの多数のサイクルの後で)。正常な乱切法の十分付着のコーティングの障害を作り出すのに必要な応用ロードは頻繁にサービス状態の多数に対応するには余りにも高いです。その代り乱切法が自分自身で同じような接触圧力で不十分なとき一定したロード乱切法の間のサンプル振動により debonding 急速なコーティングを引き起こすことができることが、分られました。障害への時間はコーティング基板の付着の強さと関連しています、コーティングプロセスを最適化するのに従ってテストの結果が使用することができます。

マイクロエレクトロニクスの影響のテスト

影響の技術はまたマイクロエレクトロニクスの新規アプリケーションを見つけています。特に、ポリマー/nonpolymer インターフェイスは (polyimideSiO のような₂) パッケージについての心配の心配でそして信頼性を相互接続できます。材料に相違が構成の障害に終っておよび機械物理的な蓄積に重点を置くために結局導くことができる特性および最終的に界面薄片分離があります広く。テストプローブは NanoTest に合う高リゾリューションの顕微鏡図 4. の援助が付いているチップの小さい関心領域で正確に見つけることができます。振動の振幅が低いときプローブは疲労に接触するために導く反復的な圧力循環を引き起こす表面によりと接触して残ります。サンプルが高周波で振動するので、拡張 (高サイクルの) 疲労テストは非常に短い時間に可能です。