一、應(yīng)力簡介

　　物體由于外因(受力、濕度變化等)而變形時，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。在所考察的截面某一點(diǎn)單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。同截面垂直的稱為正應(yīng)力或法向應(yīng)力，同截面相切的稱為剪應(yīng)力或切應(yīng)力。應(yīng)力會隨著外力的增加而增長，對于某一種材料，應(yīng)力的增長是有限度的，超過這一限度，材料就要破壞。對某種材料來說，應(yīng)力可能達(dá)到的這個限度稱為該種材料的極限應(yīng)力。極限應(yīng)力值要通過材料的力學(xué)試驗(yàn)來測定。將測定的極限應(yīng)力作適當(dāng)降低，規(guī)定出材料能安全工作的應(yīng)力最大值，這就是許用應(yīng)力。材料要想安全使用，在使用時其內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)低于它的極限應(yīng)力，否則材料就會在使用時發(fā)生破壞。

　　PVD真空鍍膜廠在應(yīng)力中有一種稱為內(nèi)應(yīng)力，即當(dāng)沒有外力作用時，物體內(nèi)部所存在的應(yīng)力就是內(nèi)應(yīng)力。PVD涂層中存在內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的危害非常大，所以在生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)掌握內(nèi)應(yīng)力的大小及其程度。PVD涂層的主要用途是作為耐磨防護(hù)涂層，這要求具有一定的厚度和使用壽命，但是涂層中的內(nèi)應(yīng)力限制了涂層的厚度。如果由于內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生的單位體積的彈性能超過單位面積的斷裂能，則涂層脫落，因此沉積涂層的厚度受到了限制。一般情況下，涂層的內(nèi)應(yīng)力、彈性模量和硬度彼此成正比。所以，生產(chǎn)過程中要通過物理氣相沉積工藝條件控制涂層的應(yīng)力特別是內(nèi)應(yīng)力，涂層后要檢測涂層的內(nèi)應(yīng)力，使其在可接受范圍之內(nèi)。

　　二、應(yīng)力測試方法

　　PVD真空鍍膜廠應(yīng)力測試方法主要包括X射線和電子衍射法、試樣變形分析法和光干涉法。

　　1、X射線和電子衍射法

　　PVD真空鍍膜廠當(dāng)涂層處于應(yīng)力狀態(tài)下，其晶格會產(chǎn)生畸變，從而使晶格常數(shù)發(fā)生變化，所以用X射線和電子衍射方法測出晶格常數(shù)的衍射譜線寬度的變化，可以按一定公式計算出涂層的應(yīng)力。

　　2.試樣變形分析法

　　PVD真空鍍膜廠將很薄的平直長方形玻璃片的一端固定在涂層設(shè)備的真空室內(nèi)，然后在薄片的一個表面上涂層，涂層應(yīng)力會使薄片的自由端產(chǎn)生變形，用長焦測量顯微鏡測出薄片自由端的位移量，再根據(jù)材料力學(xué)公式計算出涂層的應(yīng)力。

　　3.光干涉法

　　利用光干涉法測量涂層應(yīng)力是先在干涉儀上測量出標(biāo)準(zhǔn)平板與未涂層基片之間形成的干涉條紋，然后在基片上涂層，由于涂層應(yīng)力的作用，基片表面產(chǎn)生變形，再在干涉儀上測量出標(biāo)準(zhǔn)平板與已涂層基片之間形成的干涉條紋，依據(jù)干涉條紋的變化量，用材料力學(xué)公式計算出涂層應(yīng)力。