薄膜力学性能评价技术一、薄膜概述薄膜可定义为用物理、化学等方法，在金属或非金属基底表面形成的一层具有一定厚度的、不同于基体材料性质、且具有一定的强化、防护或特殊功能的覆盖层[1]。
薄膜与基体是不可分割的，薄膜在基体上生长，彼此相互作用，薄膜的一面附着在基体上，并受到约束产生内应力。
附着力和内应力是薄膜极为重要的固有特性[2,3]。
薄膜的制备方法有很多，其中实验室里最常用的方法有物理气相沉积法（PVD）和化学气相沉积法（CVD）。
薄膜按照形成方法分为天然薄膜和人工合成薄膜；按照晶体结构可以分为单晶、多晶以及非晶薄膜[4]。
另外，薄膜从用途上还可以分为光学薄膜、导电薄膜、以及耐磨防腐薄膜等等。
不同用途的薄膜对自身的性能要求不统一，薄膜要达到使用需求，就需要对自身相应的性能进行表征。
在机械工业中，薄膜主要用于改善工件的承载能力或者摩擦学性能。
这些性能与薄膜的力学特性密切相关。
例如增加工件的硬度就可以相应的增加其承载能力，在工件表面沉积一层减磨涂层可以显著改善其摩擦学性能等[5~12]。
薄膜力学性能表征方法有很多，但目前来说这些表征方法还存在一些问题。
首先，对于有基体支撑的薄膜，其表征手段难以消除基体对薄膜性能的影响；无基体支撑的薄膜一是在制备上比较困难，二是其界面结合问题与实际情况也相差甚远，直接影响到薄膜的力学性能的测试[13~18]。
其次，对于大块样品的力学性能检测手段不能直接用来测试接近二维结构的薄膜样品。
本文主要介绍当下较为常用的几种薄膜力学性能检测手段。
二、薄膜硬度的测量硬度的经典定义是材料抵抗另一种较硬材料压入产生永久压痕的能力。
硬度从物理意义上讲是材料本质结合力的度量，它与材料抵抗弹性、塑性变形的能力、拉伸强度、疲劳强度、耐磨性以及残余应力等密切相关，是材料综合力学性能的反映[19,20]。
目前薄膜硬度的测量方法主要有显微硬度和纳米压痕硬度两种。
1.薄膜显微硬度测量方法显微硬度计是一种压入硬度，测量的仪器是显微硬度计，它实际上是一台设有加负荷装置带有目镜测微器的显微镜。
