球坑测厚仪应用之渗氮层厚度的快速表征

发布日期:2017-02-07

当前科研人员及工程技术人员针对渗氮渗碳样品的渗层厚度表征,主要采用截面制备金相样品并腐蚀后利用金相显微镜或SEM扫描电镜进行表征。进行相关表征操作的“痛点”在于效率不高,无法快速获得渗层厚度数值量级,进而无法快速反馈到制备工艺环节。


五月末苏州青年表面工程会议中,某高校青年教师郭博士来到速普展位向我们咨询可否利用球坑仪快速表征渗碳渗氮层厚度。由于之前我们并未涉足渗碳渗氮表面改性领域,所以当时并不完全确认。幸而在同一会议期间得到深职院赵博士的指导,建议我们可以尝试球磨+腐蚀的手段进行样品处理,然后再进行光学成像表征。近期联系上郭博,针对他们提供的渗氮不锈钢和(渗氮+TiN)复合涂层样品进行了球坑实验,测试结果完全验证了当时赵博的设想。


 

渗氮+TiN复合涂层样品球坑示意图


我们对(渗氮+TiN)复合涂层样品进行了球坑测试,然后对凹坑区域进行局部腐蚀后进行厚度的测量,实验结果见下图。通过软件进行标定后可见,该样品TiN层厚度约为3.8um,渗氮层总的厚度约7.8(渗氮层)+4.5(过渡层)=12.3um。

 

TiN层厚度

 


渗氮层厚度

 

渗氮过渡层厚度

 

以上实验结果验证了球坑仪完全能够满足对渗氮样品膜厚的快速表征(制备样品+表征时间控制在10min以内)。下一步还可以拓展针对离子注入,辐照损伤等样品厚度快速表征的应用。感谢郭博团队在样品制备上的大力协助,感谢赵博的宝贵建议!


关于球坑仪产品的更多资料,还可以参考公众号另外两篇文章:球坑测厚仪开发历程 和 球坑测厚仪动画


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