ICS 81.060.30 Q 32
C
中华人民共和国国家标准
GB/T30707—2014
精细陶瓷涂层结合力试验方法 划痕法
Testing method on adhesion of fine ceramic coatings-Scratching
[ISO 20502:2005,Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics)-Determination of adhesion of ceramic coatings by scratch
testing,MOD
2014-12-01实施
2014-06-09发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 30707—2014
前言
本标准按照GB/T1.1一2009提出的规则起草。 本标准使用重新起草法修改采用ISO20502：2005《精细陶瓷（高级陶瓷、高级工业陶瓷）精细陶瓷
涂层结合力试验方法划痕法》(MOD)。
本标准与ISO20502:2005相比在结构上有较多调整，附录A中列出了本标准与ISO20502：2005 的章条编号对照一览表。
本标准与ISO20502：2005相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页面空白位置的垂直单线（I）进行了标示，附录B中给出了相应技术性差异及其原因的一览表。
在修改采用ISO20502：2005时，本标准做了下列编辑性修改：
采用了国际标准的修改单（TechnicalCorrigendum1）； —用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；
一删除了国际标准的前言。 本标准由中国建筑材料联合会提出。 本标准由全国工业陶瓷标准化技术委员会（SAC/TC194)归口。 本标准起草单位：上海应用技术学院、山东合创明业精细陶瓷有限公司、中科院上海硅酸盐研究所。 本标准主要起草人：张骋、张娜、李学娇、蒋丹宇、冯涛、粘洪强、刘晓燕、夏金锋、徐海芳、徐兵、
黄德信。
I GB/T 30707—2014
精细陶瓷涂层结合力试验方法 划痕法
1范围
本标准规定了利用金刚石压头在精细陶瓷薄膜上划擦以确认陶瓷薄膜与基体结合力的试验方法。 本标准适用于厚度小于20μm的薄膜，其他厚度薄膜的试验也可参考使用。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T230.2金属材料洛氏硬度试验第2部分：硬度计（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）的检验与校准（GB/T230.2—2012，ISO6508-2：2005，MOD）
GB/T1031产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廊法 表面粗糙度参数及其数值
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
精细陶瓷薄膜 fine ceramics films 利用一定工艺技术在固体材料表面涂覆的有一定厚度、一定的薄膜一基体结合力、改变了基体材料
表面性质或具有某些特殊性能的无机非金属薄膜。 3.2
结合力adhesivestrength 以金刚石压头在薄膜上连续地划动（划动过程中施加在压头上的压力逐渐增大）、直至薄膜与基体
开始分离时的临界压力（L。）。
4仪器设备
4.1划痕仪
划痕仪是一种装有压头并能对压头施加垂直和横向方向上作用力以使压头在试验材料表面划出划痕的仪器。划痕仪示意图见图1。划痕仪也可根据需要安装声发射和/或摩擦力传感器。
1 GB/T30707—2014
说明：
划痕仪支架；试样夹具；
1- 2-
3- 试样台驱动装置；
-可X、Y双向运动的试样台；试样；
4- 5-
-
6- 压头； 7- 压头杆； 8 - 压力传感器。
图1典型的划痕仪示意图
注：划痕仪也可配置水平力传感器。 4.2 金刚石压头
符合GB/T230.2的洛氏（HRC)硬度计用的金刚石压头。
5试样 5.1试样的一般要求
试样表面应无明显的油污、水气和污渍；试样的基体、界面和薄膜在划擦所经过的范围（试验区域）内，组分、显微结构、密度、残余应力和厚度等应尽可能均匀一致。 5.2试样的表面粗糙度
试样的表面粗糙度Ra应小于0.5μm。
6 试验步骤 6.1 试验方法
将试样牢固地固定在样品台上，把压头放在薄膜表面。对压头施加所设定的起始压力，确定和设置压力增加的速率和样品台水平方向的移动速率。启动仪器开始划擦试验。通过6.2中所述的方法确定
临界压力。
2 GB/T 30707—2014
6.2划痕评估和结合力确定
6.2.1方法
可使用多种方法对划痕进行评估以确定临界压力（L。），但是只有显微镜观察法可以完全区分薄膜的失效并进而确定结合力。 6.2.2 显微镜观察
用金相显微镜观察试验造成的一条或多条划痕。除去视野范围内妨碍观察的残留薄膜碎片。选定具有失效特征的图像描出形貌图或拍照以备试验报告所需。测量划痕轴线的长度（见图2），并将该长度乘以压力变化速率（N/μm）得到临界压力（结合力）。
2
L
说明： 1-— 确定临界压力的形貌特征（出现多发聚集的薄膜分离）； 2 偶然的薄膜分离不作为临界压力特征。
图2 划痕示意图
6.2.3 3声发射和摩擦力数据
在划擦过程中，伴随着薄膜分离，可能会发生声音或摩擦力的变化。如果仪器装备了这些检测器可以记录下声音或摩擦力的变化时刻的压力，见图3，并在显微镜检查时参考使用这些数据。