當前科研人員及工程技術人員針對滲氮滲碳樣品的滲層厚度表征，主要采用截面制備金相樣品并腐蝕后利用金相顯微鏡或SEM掃描電鏡進行表征。進行相關表征操作的“痛點”在于效率不高，無法快速獲得滲層厚度數值量級，進而無法快速反饋到制備工藝環節。
五月末蘇州青年表面工程會議中，某高校青年教師郭博士來到速普展位向我們咨詢可否利用球坑儀快速表征滲碳滲氮層厚度。由于之前我們并未涉足滲碳滲氮表面改性領域，所以當時并不完全確認。幸而在同一會議期間得到深職院趙博士的指導，建議我們可以嘗試球磨+腐蝕的手段進行樣品處理，然后再進行光學成像表征。近期聯系上郭博，針對他們提供的滲氮不銹鋼和（滲氮+TiN）復合涂層樣品進行了球坑實驗，測試結果完全驗證了當時趙博的設想。
滲氮+TiN復合涂層樣品球坑示意圖
我們對（滲氮+TiN）復合涂層樣品進行了球坑測試，然后對凹坑區域進行局部腐蝕后進行厚度的測量，實驗結果見下圖。通過軟件進行標定后可見，該樣品TiN層厚度約為3.8um，滲氮層總的厚度約7.8（滲氮層）+4.5（過渡層）=12.3um。
TiN層厚度
滲氮層厚度
滲氮過渡層厚度
以上實驗結果驗證了球坑儀完全能夠滿足對滲氮樣品膜厚的快速表征（制備樣品+表征時間控制在10min以內）。下一步還可以拓展針對離子注入，輻照損傷等樣品厚度快速表征的應用。感謝郭博團隊在樣品制備上的大力協助，感謝趙博的寶貴建議！
關于球坑儀產品的更多資料，還可以參考公眾號另外兩篇文章：球坑測厚儀開發歷程 和 球坑測厚儀動畫。
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