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测量表面粗糙度的最新技术

图像信用:红色Tiger / shutterstock.com

表面上的不规则决定了它的粗糙。可以通过视觉外观和触觉感应来评估表面粗糙度,并且可以使用数值测量来测量。通常基于其平滑度,光泽以及遮罩和纹理或镜面完成来描述表面状况。外观和触觉感觉的这些差异是由于物体表面上存在的不规则性。几种机械和光学方法用于测量表面的几何参数。

物体或材料表面的不规则性要么是故意产生的,要么是由许多因素造成的,如切削工欧洲杯足球竞彩具的振动和材料的物理特性。

各种对象的功能取决于表面纹理,这些纹理以不同的形状和尺寸。也可能在几层重叠的结果发生表面不规则性。凹凸和凸起影响物体表面的质量和功能。它还影响所得产品的性能,包括摩擦,操作噪声,耐用性和能耗。表面粗糙度的量化与它们的高度,深度和间隔测量它们相关。通过标准方法进一步分析该数据,并根据工业数量标准计算。

测量表面粗糙度的最新发展

1933年,雅培和费尔斯通首次开发了一种轮廓仪技术来测量表面粗糙度。然而,在1939年,Rank Taylor Hobson发明了一种名为Talysurf的商业仪器来测量表面的不规则性。

测量粗糙度的精度大大提高了。现代软件可以计算出大约300个粗糙度剖面参数,包括各种地形参数。任何表面的不规则性都可以测量到200毫米长和100毫米宽,导轨的偏差等于微米的分数。

物理学家和工程师经常需要微小尺度,即分子粗糙度,来分析表面不规则性的细节。这些研究包括低能电子衍射、分子束方法、场发射、场离子显微镜、扫描隧道显微镜和原子力显微镜等技术。分析曲面几何参数的测量技术很少。测量技术大致分为两组,即接触式和非接触式。以下将对此进行讨论:

触点类型

这种类型的表面测量涉及到与被测量物体表面的设备部件的实际接触。2020欧洲杯下注官网目前,采用电子放大技术的触控式触控笔是最常用的设备。2020欧洲杯下注官网

非接触式

当使用尖笔尖时,接触式仪器可能会损坏表面,特别是软表面,这就增强了非接触式技术的重要性。基于双光束光学干涉测量原理的非接触式光学轮廓仪于1983年首次研制成功。目前,它被广泛应用于电子、光学等相关行业的光滑表面测量。

基于物理原理,不同的技术被用来评估纳米尺度、原子尺度和微尺度的表面粗糙度特征。例如,使用的一些方法是机械手写笔、电子、扫描探针显微镜(SPM)、光学、流体和电子显微镜方法。下面简要讨论其中一些技术:

几何分析

这种方法提供了一种基于对材料表面的视觉评价和主观分析的定性评价。这项技术取决于相关专业人员的技能和经验。这种方法的主要局限性是缺乏标准化的评价方法。

扫描探针显微镜法

包括基于扫描隧道显微镜和原子力显微镜的仪器的技术被称为扫描探针显微镜(SPM)。

原子力显微镜作为一种纳米分析器,可以在超低样品尺寸下发挥作用。这种技术用从微观到原子尺度的横向分辨率测量表面粗糙度。该技术主要用于极高横向分辨率的粗糙度缩放,特别是纳米级粗糙度。

SPM是第一个可以直接获得原子分辨率的固体表面三维图像的仪器。

液的方法

该方法通常用于质量控制所需的连续检查。这是一种非接触技术,其提供了可以以粗糙度凭经验相关的数字数据。这是一种极快的方法。

电法

该技术采用了基于并联电容原理的电容法。

两个导电物体之间的电容与它们的区域和它们之间的介质的介电常数成正比,并且与分离它们的距离成反比。电容方法通常用于涉及质量控制的连续检查程序。

光学方法

光学干涉测量技术是一种用于宏观和微观表面粗糙度测量的宝贵技术。最近的一种光学技术提供了运动表面粗糙度的测量。这种新技术被称为暗/亮比(DBR)方法,它利用了散射和散斑现象的集体效应。

在该方法中,表面的不规则性来自散斑图案中记录的暗和明亮区域的尺寸的差异。由于原理和光学设备,这种方法对于其简单方法来说,这种方法非常有用。2020欧洲杯下注官网它还提供高精度的测量范围。

电子显微镜方法

该技术可以揭示宏观和微观表面特征。扫描电子显微镜和立体显微镜用于剖面表面。通过扫描电子显微镜获得后散射电子图像,并且可以在几个扫描后提供三维测量粗糙度。

参考资料及进一步阅读

Tonietto L., Gonzaga L., Veronez先生et al。(2019)激光扫描获取表面粗糙度参数的新方法。科学报告,915038.https://doi.org/10.1038/s41598-019-51545-7

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博士Priyom玻色

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博士Priyom玻色

Priyom持有印度马德拉斯大学植物生物学和生物技术博士学位。她是一位积极的研究人员和经验丰富的科学作家。欧洲杯线上买球Priyom还与他人合作撰写了几篇原创研究文章,并发表在著名的同行评议期刊上。欧洲杯猜球平台她还是一个狂热的读者和业余摄影师。

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    Bose Priyom。《测量表面粗糙度的最新技术》。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20266。(2021年9月13日生效)。

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    Bose Priyom。2021。测量表面粗糙度的最新技术.Azom,于9月13日浏览2021年9月13日,https://www.wireless-io.com/article.aspx?articled=20266。

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