轮廓仪在摩擦学领域大展身手

  当两种材料表面进行机械接触并且彼此产生相对滑动时,在这两者表面之间就会发生复杂的微观相互作用影响摩擦行为。

  影响摩擦行为的因素有许多,主要包括部件的材料组成,表面的形貌特征以及周围的环境条件,例如温度、气体氛围以及化学和生物环境等。摩擦学在许多不同的行业内都受到了广泛的研究与重视,包括从航空航天、汽车系统到医疗植入物和一些工业设备领域等。

  使用恰当的表面计量工具来测量和分析工程材料表面,有助于人们揭示摩擦行为发生的根本原因,并使工程师能够更加快速的做出相应的明智决策。

  用于表面测量的仪器

  一般情况下,使用一台简单的光学显微镜或者扫描电子显微镜就可以对材料表面进行成像表征。虽然这些成像仪器能够较好的提供材料表面上的一般形态信息,但它们并不能进行关键表面纹理参数的定量测量,例如ISO 25178标准中所定义的一些参数。

  三维(3D)光学轮廓仪是量化功能表面纹理参数的理想工具,它对于几乎所有与另一部分接触的机械部件都具有非常重要的测试价值。

  基于白光干涉测量(WLI)的三维光学轮廓仪是毫米级到纳米级别上精密表面测量中最准确,可重复性最高且测试速度最快的方法之一。

  实际案例

  在某摩擦实验室,需要分析一块铜板磨损后的情况,使用SuperView W1光学3D表面轮廓仪对一块经过摩擦试验处理的铜板进行线、面、体三个维度的定量分析。

  一维:线_轮廓尺寸

  取一块摩擦处理过的铜板,使用SuperView W1光学3D表面轮廓仪对其中未摩擦过的光滑区域和摩擦过的磨损区域进行扫描,获取其3D图像。

  相对光滑区细致较浅的划痕,磨损区充满了坑坑洼洼的槽,在磨损区3D图像上提取一条剖面轮廓曲线,可以获取槽深和槽宽的轮廓尺寸数据。

  二维:面_粗糙度

  分别在光滑区和磨损区选取若干点,测量分析显示经过摩擦磨损试验过的区域线粗糙度和面粗糙度均增大了至少十几倍。

  三维:体_体积

  利用分析工作“孔洞体积”对磨损区进行区域体积分析。在选择的分析区域中,位于基准面(蓝色方框)上面的顶点区域显示为红色,位于基准面下方显示为绿色,利用“孔洞体积”分析工具可直接获取该区域内上下两部分的面积、体积、深度数据。

  一线二面三体,SuperView W1光学3D表面轮廓仪能让研究人员掌握三个维度精确的数据信息,从而对摩擦磨损区进行全面的分析判断,如同穿上了酷炫的滑板鞋,在摩擦学研究这个舞台秀出华丽的舞步。

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