涂层结合强度检测的常见影响因素主要涵盖以下几个方面:
试样制备因素
基体表面处理情况:
清洁程度:如果基体表面存在油污、灰尘、锈迹等杂质,会严重影响涂层与基体的接触和附着,在检测时容易导致涂层提前剥落,使测得的结合强度数值偏低。例如,金属基体表面未彻底清除油污,涂层涂覆后,即使本身结合力尚可,但在进行拉伸试验等检测时,油污处可能成为薄弱环节,率先出现涂层与基体分离的情况。
粗糙度:基体表面的粗糙度对结合强度检测有重要影响。合适的粗糙度能增加涂层与基体的接触面积,形成机械互锁作用,有助于提高结合强度。然而,若粗糙度过度不均匀,可能导致涂层在涂覆时厚度不均匀,进而影响检测结果的准确性;而过小的粗糙度又可能使涂层与基体结合不够牢固,使得检测出的结合强度低于实际水平。
表面活化程度:对于一些经过化学活化处理的基体,活化效果不佳会影响涂层与基体之间的化学反应,从而降低结合强度。比如对铝基体进行碱液处理时,若未形成理想的活性氧化铝水合物层,在后续检测中涂层与基体的结合力就会表现得较差。
涂层制备工艺参数:
涂覆方法:不同的涂覆方法(如热喷涂、溶胶 - 凝胶法、化学气相沉积等)会使涂层的结构、致密程度等存在差异,进而影响结合强度检测结果。例如热喷涂时,喷涂参数(如喷涂距离、角度、速度等)不合适,会造成涂层颗粒堆积不均匀、孔隙率较大,导致涂层与基体结合不紧密,在检测过程中容易出现剥落现象,使测得的结合强度偏低。
涂层厚度:涂层厚度直接关系到结合强度检测情况。过厚的涂层内部可能存在较大的内应力,容易在检测时引发涂层开裂、剥落等问题,影响结果准确性;而过薄的涂层可能无法有效覆盖基体,或者难以承受检测过程中的载荷,同样会使测得的结合强度不符合实际情况。
干燥与烧结条件(针对部分涂层):像溶胶 - 凝胶法制备的涂层,干燥和烧结过程中的升温速率、保温时间、干燥环境等条件若不合理,会使涂层产生裂纹、孔洞等缺陷,降低涂层与基体的结合强度,在检测时这些缺陷处就容易成为涂层剥落的起始点。
检测设备与环境因素
检测设备精度与校准:
力学检测设备(如拉伸试验机、剪切试验机等):设备的精度不足,如力传感器不准确,会导致测量的载荷数值存在误差,从而影响结合强度的计算结果。若设备未定期校准,这种误差可能会不断累积,使检测数据失去可靠性。例如拉伸试验中,力传感器误差较大时,记录的涂层从基体剥离时的最大拉力数值就不准确,进而无法得到正确的结合强度数值。
无损检测设备(如超声波检测仪、红外热成像仪等):其灵敏度、分辨率等性能指标会影响对涂层与基体结合界面情况的检测效果。如果设备灵敏度不够,可能无法准确捕捉到结合界面处的微小缺陷或信号变化,只能给出模糊的定性判断,不利于精确评估结合强度。
环境温度与湿度:
温度:环境温度对涂层和基体的材料性能有影响,尤其是一些对温度敏感的涂层(如某些高分子涂层),在高温环境下可能变软、粘性降低,导致结合强度检测时表现出较低的数值;而低温环境可能使涂层变脆,在检测过程中更易出现开裂等情况,影响结果准确性。
湿度:高湿度环境容易使涂层吸水,改变其物理化学性质,对于一些容易受潮的基体(如金属基体易生锈),也会影响涂层与基体的结合状况,进而使检测出的结合强度与实际情况不符。
检测操作因素
加载速率(针对力学检测方法):
在拉伸试验、剪切试验等力学检测中,加载速率过快会使涂层来不及均匀地传递应力,容易造成涂层突然断裂或从基体上剥落,测得的结合强度数值可能会偏低;而加载速率过慢,又可能会引入一些其他因素(如长时间的应力作用使涂层发生蠕变等)影响检测结果,所以需要按照相应的标准和试验要求,合理控制加载速率,以获得准确的结合强度数据。
检测位置与数量:
检测位置选择不当会导致结果偏差。例如在涂层表面存在局部缺陷的区域进行检测,必然会得到较低的结合强度数值,不能代表整体涂层与基体的结合情况。同时,检测数量过少也难以准确反映涂层与基体的整体结合水平,一般需要按照统计学原理,在不同部位进行多次检测,取平均值等统计数据来更科学地评估结合强度。
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