Неразрушающие методы измерения адгезионной прочности

Измерение адгезионной прочности с помощью неразрушающих методов основано на нахождении корреляции между значением прочности адгезии и некоторой физической характеристикой адгезионного соединения (электросопротивлением, коэффициентом поглощения излучения ,и т.

Величиной, определяющей адгезионную прочность, может служить значение переходного (контактного) сопротивления границы между пленкой и подложкой в случае, если они проводящие [35]. Общее сопротивление системы пленка — подложка

R общ — Rn -\- Rlljl 4* Rk + /?э.              (51)

где Rnv 7?пл, Rk, Ra — сопротивление подложки, пленки, контакта и электрода соответственно, Ом.

Величины, входящие в (51), кроме Rk, являются постоянными для данной системы пленка — подложка — электрод. Поэтому по измерению сопротивления Rk можно определить истинную площадь контакта между пленкой и подложкой, что, в свою очередь, косвенно определяет их адгезионную прочность.

Методом измерения контактного сопротивления была оценена адгезионная прочность металлических пленок никеля, молибдена п вольфрама с армко-железом. Увеличение контактного сопротивления наблюдалось после отжига структур.

Использование ультразвука позволяет определять адгезионную прочность без нарушения адгезионного контакта. При прохождении звуковых волн через материалы различной плотности часть звуковых волн отражается от границы раздела этих материалов, т. е.

Фотометрический метод. Метод основан на эффекте изменения отражательной способности той части поверхности подложки, к которой примыкает пленка. Этим методом можно оценить площадь фактического контакта пленочной системы и связать ее с адгезионной прочностью. Применялся для контроля адгезионной прочности пленок, образованных осаждением из раствора, в частности при образовании гальванических покрытий на стальной поверхности [35]

Рентгеновский метод. Рентгеновские лучи могут быть использованы для получения информации о качестве соединения эпитаксиальных пленок с монокристаллическими подложками из кремния. Данный метод основан на том, что нарушения структуры эпитаксиального переходного слоя, которые являются причиной плохой адгезии, изменяют дифракционную картину. Метод может быть использован только в частных случаях, и численное значение адгезионной прочности не может быть получено. Однако рентгеновский метод! может быть совмещен с общим контролем качества эпитаксиальных слоев.

Метод измерения емкости. Метод заключается в наложении на поверхность пленки эластичного электрода и измерении емкости данной системы при высоких и низких частотах. Отношение измеренных значений емкости и является мерой адгезии. К сожалению, физическая сущность данного метода пока неясна.