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碳化钨涂层纳米压痕测试

检测项目

基本力学性能:

  • 纳米硬度(HIT):载荷-位移曲线计算(ISO14577)
  • 弹性模量(EIT):Oliver-Pharr方法(ASTME2546)
  • 塑性变形功(Wp):卸载曲线能量分析
断裂行为分析:
  • 断裂韧性(KIC):径向裂纹长度测量(JISR1607)
  • 裂纹扩展抗力(Rc):压痕边缘碎裂评估
蠕变特性:
  • 蠕变应变速率(ε̇):保载阶段位移变化(ISO14577-4)
  • 应力指数(n):多级载荷测试分析
界面结合性能:
  • 界面失效临界载荷(Lc):划痕法测定(GB/T4160)
  • 残余应力分布:基体曲率法计算
温度依赖性:
  • 高温硬度(HHT):25-800℃原位测试
  • 热激活能(Q):变温压痕推算
循环载荷响应:
  • 疲劳指数(m):循环压痕能量耗散
  • 累积塑性变形:重复加载位移增量
微观结构关联性:
  • 晶粒尺寸效应:纳米硬度-压深梯度
  • 孔隙率影响:模量离散度分析
涂层均匀性:
  • 硬度面分布:多点阵列测试(≥25点/mm²)
  • 模量波动系数:CV值≤5%
环境敏感性:
  • 腐蚀后性能衰减率:盐雾预处理(GB/T10125)
  • 氢脆指数:阴极充氢前后硬度比
涂层失效机理:
  • 分层临界能量释放率(Gc):截面压痕法
  • 磨损系数(Kab):微观磨痕体积计量

检测范围

1.CVD沉积碳化钨涂层:厚度5-50μm柱状晶结构,重点检测界面结合强度与高温蠕变

2.HVOF喷涂WC-Co涂层:Co含量6-20wt%复合涂层,侧重孔隙率对模量影响及冲击韧性

3.PVD纳米多层涂层:WC/CrN等交替结构(周期≤100nm),聚焦超晶格强化效应与界面稳定性

4.激光熔覆再制造涂层:WC颗粒增强铁基涂层,检测熔合线附近性能梯度与残余应力

5.金刚石复合涂层:WC基底纳米金刚石层,着重界面热失配应力与压痕裂纹扩展路径

6.梯度功能涂层:成分连续变化的WC-TiC涂层,测定层间模量过渡特性

7.纳米晶涂层:晶粒尺寸≤50nm的WC-10Co4Cr,研究细晶强化与变形机制转变

8.高温耐磨涂层:添加TaC/HfC的WC基涂层,评估700℃工况下软化行为

9.耐腐蚀涂层:NiCr合金粘结相涂层,检测酸性介质中纳米力学性能衰减

10.超厚涂层体系:≥200μm耐磨堆焊层,解决基体效应修正与深层性能表征

检测方法

国际标准:

  • ISO14577-1:2015仪器化压痕硬度与材料参数测定
  • ASTME2546-15仪器化压痕测试标准实践
  • JISR1636:2021精细陶瓷压痕断裂韧性试验
国家标准:
  • GB/T21838.1-2019金属材料仪器化压痕试验方法
  • GB/T4161-2007金属材料平面应变断裂韧度标准
  • HB6623.5-2019热喷涂涂层试验方法压痕法
方法差异说明:ISO14577规定最大压深不超过涂层厚度的10%,ASTME2546允许15%;GB标准要求热漂移率≤0.05nm/s,严于ISO的0.1nm/s;JIS标准对径向裂纹测量要求SEM观测精度0.1μm

检测设备

1.纳米压痕仪:KeysightG200(载荷分辨率50nN,位移分辨率0.01nm,连续刚度测量频率45Hz)

2.高温压痕模块:HysitronTI950配备高温腔(最高800℃,控温精度±1℃,真空度10-3Pa)

3.原位纳米力学系统:BrukerHYSITRONPI88(SEM/FIB实时观测,最大载荷30mN)

4.微划痕测试仪:CSMRevetestXpress(法向载荷0.03-30N,摩擦力分辨率1mN)

5.激光共焦显微镜:OlympusLEXTOLS5000(横向分辨率120nm,压痕三维重构精度5nm)

6.聚焦离子束系统:FEIHeliosG4UC(离子束流0.8pA-21nA,截面加工精度10nm)

7.原子力显微镜:BrukerDimensionIcon(扫描范围90μm,分辨率0.2nm)

8.X射线衍射仪:BrukerD8ADVANCE(掠入射角0.5-5°,残余应力分析)

9.环境控制腔体:AntonPaar湿度模块(RH10-90%可控,温度同步补偿)

10.动态力学分析仪:TAInstrumentsDMAQ800(频率范围0.01-200Hz,模量范围1MPa-100GPa)

11.超显微硬度计:ShimadzuDUH-211S(最小载荷0.098mN,光学观察5000倍)

12.三维表面轮廓仪:ZygoNewView9000(垂直分辨率0.1nm,压痕体积重建)

13.高温摩擦磨损仪:CSMHTTribometer(最高温度1200℃,旋转速度0.01-3000rpm)

14.纳米压痕原位电化学池:PARSTAT4000+定制电解池(电位控制±10V,电流分辨率1pA)

15.微区红外光谱仪:ThermoScientificNicoletiN10(空间分辨率3μm,化学成键分析)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

碳化钨涂层纳米压痕测试
其他检测

中析研究所可进行各种检测分析服务,包括不限于:标准试验,非标检测,分析测试,认证设计,产品验收,质量内控,矢量分析,内部控制,司法鉴定等。可出具合法合规、具有公信力的第三方检测报告。