1、表面分析和測試表面分析的一般概念 通常所說的表面分析是屬于表面物理和表面化學的范疇，是對材料表面所進行的原子數量級的信息探測。表面分析技術是研究：材料表面的形貌、化學組成、原子結構、原子態、電子態等信息的一種實驗技術。表面（層）檢測大致包括以下內容： （1）外觀檢測（2）鍍、涂層或表面處理層厚度的測定（3）鍍、涂層或表面處理層結合強度的測定（4）鍍、涂層或表面處理層的使用性能和工藝性能的測定（5）表面成分和結構的測定表面分析一、表面形貌和顯微組織結構分析二、表面成分分析三、表面原子排列結構分析四、表面原子動態和受激態分析 五、表面的電子結構分析主要應用表面形貌的分析：形貌指表面的“宏觀外形”。

2、這主要利用電子顯微鏡和離子顯微鏡來進行；當然也可利用一般的金相顯微鏡來進行，但僅能得到比較宏觀的晶粒尺度的形貌。這些分析方法在金相中已經學過。表面的組分：分析包括測定表面的元素組成、表面元素的化學態及元素在表層的分布。表面結構分析分析表面原子的排列特點。包括自身及吸附粒子的二維超點陣類型。表面相分析即對表面組成物質進行分析。這方面主要應用X射線衍射和透射電鏡的電子束衍射。 此外，有關表面原子態和電子態分析，在理論基礎研究中有時需要采用，但工程中一般不進行這些分析。這些分析主要用于功能材料，特別是電子材料。表面分析方法概述 表面分析還可按用途分類，如組分分析、結構分析、原子態分析和電子態分析。表

3、面分析方法可按探測粒子或發射粒子來分類。如探測粒子和發射粒子之一是電子，則稱電子譜；探測粒子和發射粒子都是光子，則稱光譜；探測粒子和發射粒子都是離子，則稱離子譜；探測粒子是光子，發射粒子是電子，則稱光電子譜。這是一種習慣分類方法，不能用于所有表面分析法的分類。 組分分析是經常進行的工作。選用分析方法時應考慮以下因素：能否測氫元素、檢測靈敏度對不同元素差別如何、最小可檢測的靈敏度、是否能作定量分析、能否判定元素的化學態、譜峰分辨率如何，是否易于辨識、表面探測深度、能否作微區分析、探測時對表面的破壞性等等。 表面結構分析到目前，X射線仍是研究晶體內部結構最常用最有效的方法。實際上當研究的表面是“表

4、面層”的時候，用X射線是非常有效的。但是X射線并不適合表面上原子層的二維結構研究。表面結構的分析方法，目前主要采用低能電子衍射（LEED）和反射型高能電子衍射（RHEED）。表面力學性能測試1. 表面硬度的測試一般采用顯微維氏硬度，但載荷的大小應根據表面膜層的厚度和硬度不同來選擇，通常，可按下式來選擇載荷：m為載荷重量,g；HV為估計硬度；為膜層厚度。顯然，如果所計算的載荷小于硬度計的載荷，測示值將是無效的。 除此以外，努氏硬度和維氏硬也可用于膜層硬度的測試。結合強度的測試表面工程中有相當多的技術是覆膜或覆層技術，對于這些工程，人們最關心的是膜層的結合強度如何，因為沒有足夠的結合強度，就談不上

5、工程應用。 關于膜層的結合強度的測試，比較定量的方法是：壓痕法、拉張法和剝離法。壓痕法拉張法拉張法定量測試法在生產中是不常用的，用得更多的是定性測試方法，這些方法種類很多，諸如： 彎曲試驗法 對于薄型件、線材、彈簧等產品的鍍層，可加外力使其彎曲到一定程度或反復彎曲，因鍍層和基體的彈性模量不一樣，層間產生分力，考察其剝離情況，可判定結合強度的高低。銼磨試驗法對于不易彎曲的試件，可用銼刀或磨輪自基體向鍍層方向進行，當銼磨力一定時，結合強度好的不脫落，結合強度差的即脫落，很差的可在更小的挫磨力下即脫落。沖擊試驗法例如槌擊表面，鍍層和基體受沖擊力會有不同程度變形；隨結合強度的不同，承受撞擊而剝落的能力

6、也不一樣。熱沖擊試驗法 加熱后驟冷，基體和膜層會有不同的脹縮，結合強度差的會在較少的熱沖擊次數剝落。對于有機涂料膜層多采用劃痕法。 膜層殘余應力的測量膜層殘余應力的測量主要有懸臂法、衍射法、光干涉法、幾何光學和電阻應變片等方法。耐磨性能試驗 在許多情況下表面硬度可以反映耐磨性的大小，但是硬度和耐磨性的關系也并不是固定的，表面的耐磨性的準確度量還是要在服役條件下，進行磨損試驗而求得，磨擦環境不同，材料配副不同，所受載荷不同，所求磨損量也不同，因此，試驗法也是多種多樣的。 MM2型磨損試驗機 耐磨性能的評定方法主要是采用對比法。如果在相同的摩擦條件下，磨損量愈大，耐磨性愈差。因此，評定的關鍵是如何準確地測出磨損量的大小。常用方法是：秤重法、磨痕法等，其中多用稱重法。膜層脆性測試法膜層的脆性也是重要的一個表面性能指標，