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1、综合性实验指导书实验名称：涂层附着力自动划痕仪计划学时：6学时一、实验目的1.学会使用WS—2005涂层附着力自动划痕仪，2.利用声发射方法,来进行0.5-100um的硬质涂层的检测。二、实验意义近二十多年来,耐磨、防腐涂层特别是各种功能涂层在工业、农业、国防、航天科技上得到广泛应用,收到了很大的经济效益和社会效益。而任何涂层要发挥其功能的前提是附着强度的高低。附着强度不高的涂层,谈论其它质量指标是没有意义的，涂层附着强度的检验,就成了涂层产品供需双方首先关注的问题。三、实验仪器和材料实验仪器：WS—2005
2、涂层附着力自动划痕仪，该设备包括高精度连续加载系统、声发射检测系统、摩擦力检测系统、样品拖动平台、底座、支架和控制系统。实验材料：一块0.5-100um的硬质涂层材料。四、仪器工作原理涂层附着力划痕试验仪运用声发射检测技术、摩擦力检测技术及微机自控技术，通过自动加载机构将负荷连续加至划针（金刚石压头）上，同时移动试样，使划针划过涂层表面。通过各传感器获取划痕时的声发射信号、载荷的变化量、摩擦力的变化量输入计算机经A/D转换将测量结果绘制成图形，由此可得到涂层与基体的结合强度（涂层破坏瞬间的临界载荷）。涂层附着
3、力划痕试验仪有两种检测模式,一种是利用声发射方法,主要适用于0.5-100um的硬质涂层的检测。当划针将涂层划破或剥落时会发出微弱的声信号,此时载荷即为涂层的临界载荷,由此可得到涂层与基底的临界载荷。另一种是摩擦力方法，是利用涂层与基底的摩擦系数差别较大的材料的测试,划针将涂层划破或脱落时,摩擦力将发生较大变化,摩擦力曲线由此亦发生变化,以此判定涂层的临界载荷。此方法主要用于较软涂层。五、仪器测量方法动载测试方法：按设定的加载速率和划痕速度，计算机控制系统同时启动连续加载和被测样品平移，随着施加于金刚石锥尖至
4、样品表面负荷不断增大和样品的连续移动，自动检测划痕过程中变化的载荷值和样品表面涂层破损剥落时产生的声发射信号，并显示声发射信号与载荷变化的对应曲线。到达设定的载荷后,测试结束。加载载荷自动卸载到零点，样品返回原位。一、仪器主要技术指标加荷范围:0.01N-200N自动连续加荷,精度0.1N划痕速度:2mm/min-10mm/min加荷速率:10N/min-100N/min测量范围：0.5μm-100μm划痕范围：1mm－20mm，自动摩擦力显示：0.5–1000g加载压头：金刚石。锥角120度，尖端半经Ｒ＝0
5、.2mm显微镜：100*2.5测试操作：键盘操作，微机控制二、实验步骤及结果测试1、准备工作(1)检查仪器是否良好接地。(2)各接线插头是否正确，接触良好。(3)机架平台放置要平稳、牢靠。(4)调整好主机加载横梁固定镙钉的松紧。(5)将所测样品清洗干净。2、开机（1）检查整机接线准确无误后，打开计算机电源。进入windowsXP资源管理器窗口,在驱动器D盘下“WS-划痕仪”目录中找到WS-****.exe执行文件。双击鼠标，进入仪器运行程序。屏幕显示仪器封面窗体，用鼠标左键单击窗体右下角图标，屏幕出现主控窗体
6、。（2）打开仪器控制箱电源，此时控制箱电源灯亮。预热五分钟。（3）调整载荷零点：主控箱预热后，逆时针旋动主机加载螺杆，使加载梁前端离开载荷传感器球形支点，金刚石压头离开样品表面。调整仪器控制箱载荷调零旋钮，使屏幕主控窗口右上方载荷文本框中数值显示为“0”，然后再划痕顺时针旋转加载螺杆使载荷文本框中数值显示为“0.01”，此时压头刚好触及试样表面，准备测试。3、声发射测试模式操作方法（1）将试样夹具1放入测试平台，拧紧固定旋钮。把试样平稳地放在样品夹具内，将试样夹紧。（2）调整试样平台升降旋钮，使试样刚好触及金
7、石压头。注意调整载荷零点。（3）在《设定窗口》的运行方式单选框中选择<动载荷>运行方式。在测量方式单选框中选择<声发射>测量方式，其余文本框中输入相应参数。（4）单击<动载>按钮，开始测试。（5）临界载荷的精确定位：一次测试完成后，用户选定图形首次起峰处，用鼠标箭头指在声发射图形曲线的首次起峰处，按下鼠标中键，临界载荷数值自动显示在临界载荷文本框中。一、数据处理测试数据为实际测量值,以文本文件的格式存储。测量数据文件的参数和数据存储顺序如下：1┉16行为试验条件，显示的参数是样品种类、样品编号、样品材料、加载
8、速率、划痕速度、试验载荷、运行方式、试验日期。从17┉1020行开始为试验数据，共分三列：第一列动态载荷测量值第二列声发射信号测量值第三列摩擦力测量值数据文件可以***.txt文本文件方式打开。也可用MicrosoftExcel电子表格工具软件打开，进行绘图并转换为电子图表文件存储格式。详细操作说明请参阅MicrosoftExcel软件应用参考书。二、注意事项1.仪器使用的计算机为专用控制机。严禁更
