TCSTM 00440-2023 CVD陶瓷涂层热膨胀系数和残余应力的测试方法

在TCSTM 00440-2023《CVD陶瓷涂层热膨胀系数和残余应力的测试方法》中，与旧版相比，新增了关于“薄膜应变法”测定残余应力的部分内容。这一方法特别适用于化学气相沉积(CVD)法制备的陶瓷涂层，具有较高的准确性和适用性。

以薄膜应变法为例，该方法通过测量涂层试样在加热过程中的应变变化来间接计算残余应力值。其基本原理是基于材料在不同温度下的热膨胀特性，当涂层与基体的热膨胀系数不同时，在冷却过程中会产生内应力。具体操作步骤如下：

1. 制备样品：选择合适的基体材料，并在其表面沉积一层均匀的CVD陶瓷涂层。

2. 安装仪器：将处理好的样品固定于高精度位移传感器上，确保加载装置能够平稳地施加温度变化。

3. 数据采集：设定程序升温速率，记录从室温至目标温度区间内涂层试样的长度变化数据。

4. 分析结果：利用公式计算得到相应的残余应力数值。

值得注意的是，在实际应用时需注意以下几点：

- 确保所选材料及其厚度符合实验要求；

- 控制好升温速度以减少外界干扰因素的影响；

- 对比分析多次测试结果取平均值作为最终结论。

此方法不仅弥补了传统压痕法等技术手段存在的局限性，还为研究者提供了更加科学合理的评价依据。通过深入理解并正确实施薄膜应变法，可以更好地评估CVD陶瓷涂层性能，从而指导实际生产过程优化设计。