涂层技术用极少量的材料赋予材料独特的优越性能,充分发挥基体材料和涂层材料的潜能,是当前科学研究的前沿。涂层与基体结合性能检测技术是涂层技术发展的瓶颈和研究热点。激光划痕法使用长脉冲红外激光直接准静态加载于涂层表面,利用长脉冲红外激光的准静态热力耦合机理,在涂层表面形成深度逐渐增加的划痕,用界面破坏时的激光束参数结合检测参数和涂层与基体材料物性参数来表征涂层与基体界面的结合性能。但对于激光划痕检测技术在模型建立和检测方案等方面仍需要进一步深入研究。首先,通过对激光划痕检测技术亟需深入研究问题的分析,提出激光离散划痕检测思路,其核心思想是:利用优选法快速获得了涂层失效的激光功率密度范围,在该范围内通过采用脉冲激光对涂层进行单点单次加载,形成了深度逐渐增加的点状离散划痕,以较短的划痕长度即可确定涂层失效临界点。脉冲激光单点加载将影响确定在激光能量参数和涂层与基体系统物性参数之上,使测试结果分析、计算和处理变得简单。其次,开展了激光划痕检测路径优化方法与实验研究,提出涂层失效临界点判别方法获得失效阈值,从而提高了划痕效率、减少了涂层的破坏,实现了划痕路径优化。采用该方法检测丙烯酸有机高分子涂层确定失效阈值,对实验结果进行的分析对比,证明失效临界点判别方法对软涂层准确可靠,激光划痕路径优化切实可行。接着,针对上述方法设计改进了一种实现激光划痕的自动化装置。通过检测典型涂层失效建立失效数据库,激光器系统采用优选算法逼近使涂层失效的激光功率密度范围,实现对涂层失效阈值的确定,智能化的实现了离散划痕任务。最后,利用有限元工具建立有限元分析模型,研究含Ni不锈钢防护镀层在高斯模激光单点加载条件下,涂层与基体系统的应力场变化规律,并与划痕实验测试应力的情况进行对比。在研发成功的激光划痕检测装置上,进行了含Ni不锈钢防护镀层激光离散划痕实验研究。采用单脉冲激光划痕的路径优化方法对该硬质涂层进行检测,获得实际失效阈值,对实验结果进行的分析对比,验证了该方法对硬质涂层的可行性和可靠性。