Notranji stres in merjenje PVD vakuumskega premaza

1. Kaj je notranji stres?

Ko je objekt deformiran zaradi zunanjega vzroka (stresa, vlažnosti itd.), Notranja sila medsebojno medsebojno sodeluje v objektu, da se upre vplivu zunanjega vzroka in poskuša obnoviti predmet iz deformiranega položaja v položaj pred deformacijo. Notranja sila na enoto površine na točki v preseku, ki je bila raziskana, se imenuje stres. Pravokotno na isti presek se imenuje pozitivna napetost ali normalna napetost, tista, ki je tangencialna s prečnim prerezom, se imenuje strižna napetost. Stres se povečuje s povečanjem zunanjih sil. Za določen material je povečanje stresa omejeno, material pa je treba uničiti nad to mejo. Omejitev, ki jo doseže stres, se imenuje končni stres materiala. Končna vrednost napetosti določa mehanski preskus materiala. Ustrezno zmanjšajte izmerjeno končno napetost, da določite največji poudarek, da material lahko varno deluje, kar je dopusten stres. Če je material varno uporabljen, mora biti stres nižji od njegovega končnega stresa. V nasprotnem primeru bo gradivo uničeno.

Obstaja vrsta stresa, ki se imenuje notranji stres, to je, kadar ni zunanje sile, notranji stres v objektu. Obstaja notranji stres v prevleki PVD, notranji stres pa je zelo škodljiv, zato je treba v proizvodnji obvladovati velikost in stopnjo notranjih stresov. Glavna uporaba prevlek PVD je zaščitna folija, odporna proti obrabi, ki zahteva določeno debelino in življenjsko dobo, vendar notranja napetost v prevleki omejuje debelino prevleke. Če elastična energija na enoto volumna zaradi notranje napetosti presega energijo lomljenja na enoto površine, bo premaz odlepil, tako da je debelina deponirane prevleke omejena. Na splošno so notranji stres, elastični modul in trdota premaza neposredno sorazmerni drug drugemu. Zato je treba med proizvodnim procesom napetost prevleke, zlasti notranji stres, nadzorovati s pogoji procesa fizičnega nanašanja hlapov. Po postopku je treba zaznati notranjo stres premaza, da se zagotovi, da je v sprejemljivem območju.

2. Preskusna metoda stresa

Metode testiranja izjemnih situacij v glavnem vključujejo metode rentgenske in elektronske difrakcije, metode za analizo vzorčnih deformacij in metode optičnih motenj .

◆ Metoda rentgenske in elektronske difrakcije

Ko je premaz pod napetostjo, bo njegova kristalna mreža izkrivljena in konstanta mreže se bo spremenila. Zato se lahko spreminjanje širine difrakcijske črte konice mreže izmeri z rentgenskimi in elektronskimi difrakcijskimi metodami, nato pa lahko napetost prevlek izračunamo po določeni formuli.

◆ Metoda analize deformacij vzorca

En konec zelo tanke pravokotne steklene posode je pritrjen v vakuumski komori opreme za prevleke in nato prevlečen na površino pločevine, obremenitev prevleke pa deformira prosti konec pločevine. Premik prostega konca pločevine se izmeri s telefoto merilnim mikroskopom, nato pa se napetost prevleke izračuna v skladu z mehansko formulo materiala.

◆ metoda svetlobne interference

Najprej izmerite interferenčne robove med standardno ravno ploščo in nepremočeno podlago s pomočjo interferometra. Nato prevleko nanašamo na substrat, površina substrata pa se zaradi napetosti prevleke deformira. Nato se na interferometru izmerijo interferenčne pasove med standardno plosko ploščo in prevlečenim substratom. Glede na spremembo interferenčnih robov lahko napetost prevleke izračunamo z mehansko formulo materiala.