涂層力學(xué)試驗(yàn)機(jī)

在涂層/基體材料的力學(xué)性能中，人們通常關(guān)注涂層的界面結(jié)合性能、涂層斷裂強(qiáng)度等指標(biāo)。由于涂層/基體材料體系的多樣性與復(fù)雜性，再加上涂層較薄(通常為微米量級(jí)至毫米量級(jí))，傳統(tǒng)的力學(xué)性能測(cè)試方法已經(jīng)不再適用。并且目前的涂層力學(xué)測(cè)試方法大多帶有探索性，缺乏規(guī)范的試驗(yàn)平臺(tái)。為此，中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所與多家科技公司合作研發(fā)了涂層力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，我公司參與其雙路體視顯微CCD實(shí)時(shí)觀察系統(tǒng)及各系統(tǒng)間整合工作項(xiàng)目。
系統(tǒng)功能：
該系統(tǒng)由精密型多功能力學(xué)加載系統(tǒng)、聲發(fā)射動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、雙路體視顯微CCD實(shí)時(shí)觀察系統(tǒng)構(gòu)成，將涂層力學(xué)性能評(píng)價(jià)的多種加載方式和信息采集手段集于一身，建立起一個(gè)多用試驗(yàn)平臺(tái)，為涂層力學(xué)的研究提供了一個(gè)綜合的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段。通過圖像判別涂層表面及界面裂紋，通過聲發(fā)射信號(hào)判別涂層內(nèi)部裂紋，并由載荷—位移曲線，通過一定的力學(xué)模型，獲得涂層的彈性模量、涂層斷裂強(qiáng)度（或斷裂韌性）、涂層界面斷裂強(qiáng)度（或斷裂韌性）等基本力學(xué)參數(shù)，可廣泛應(yīng)用于各種涂層的力學(xué)性能研究和評(píng)價(jià)。
系統(tǒng)構(gòu)成及主要技術(shù)指標(biāo)：
1、精密型多功能力學(xué)加載系統(tǒng)功能及主要技術(shù)指標(biāo)：
? 設(shè)備功能：?jiǎn)蜗蚶臁澢?、剪切、扭轉(zhuǎn)、壓入、雙向拉伸（平底模脹形）；
? 加載方式：位移控制加載，載荷控制加載，程序控制加載；
? 載荷范圍：500N、5KN、50kN三檔（力），200NM（扭矩）；
? 時(shí)間同步：建立載荷、位移、涂層表觀圖像、涂層內(nèi)部聲發(fā)射信號(hào)在時(shí)間上的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
2、雙路體視顯微CCD實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)功能及主要技術(shù)指標(biāo)：
? 設(shè)備功能：涂層在加載過程中表觀圖像的實(shí)時(shí)觀察；
? 圖像記錄：帶采集時(shí)刻的bmp格式圖像，圖像連續(xù)采集間隔時(shí)間最短為25ms；
? 體視顯微鏡：放大倍數(shù)40至80倍，連續(xù)可調(diào)。
3、聲發(fā)射動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能及主要技術(shù)指標(biāo)：
? 設(shè)備功能：監(jiān)測(cè)涂層內(nèi)部或截面的裂紋類型和開裂時(shí)間點(diǎn)；
? 傳感器：頻率范圍50—400KHz，諧振頻率150KHz，靈敏度峰值?-65dB；
? 信號(hào)采集：4通道16位2.5MHzAD數(shù)字化聲發(fā)射波形和參數(shù)數(shù)據(jù)采集卡；
? 信號(hào)分析：離線處理所保存的數(shù)據(jù)，輸出分析結(jié)果。

涂層力學(xué)試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成
（左邊為加載機(jī)構(gòu)；左邊顯示器：載荷—位移—時(shí)間信號(hào)；
中間顯示器：雙路圖像信號(hào)；右邊顯示器：材料聲發(fā)生信號(hào)）

鍍鉻涂層拉伸實(shí)驗(yàn)載荷—位移曲線

拉伸實(shí)驗(yàn)中鍍鉻涂層表面及側(cè)面裂紋擴(kuò)展過程圖像

鉻層開裂的聲發(fā)射信號(hào)