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嘉峪檢測網 2021-04-25 15:57
闡明一種材料的物理和化學性質是了解其如何與其他材料相互作用以及在各種應用中發揮作用的關鍵。影響材料性能的一種屬性是表面粗糙度（也稱為表面光潔度）。本文簡要概述了該屬性、分析技術以及分析的重要性。
1、什么是表面粗糙度？
表面粗糙度是指加工材料表面的狀態。物體表面的不規則性決定了物體表面的紋理和外觀，而紋理和外觀在物體表面的特征中起著重要的作用。
表面的視覺外觀和觸感通常用諸如啞光和銀色、鏡面拋光或光滑光澤的術語來描述。表面粗糙度是不依賴于觸覺或視覺的表面紋理的數值標度。
材料和零件上的表面不規則性可以在制造過程中有意產生或由各種因素產生。這些因素包括切削工具引起的振動、所用刃口的咬合或材料本身的物理性質。
面部不規則現象可能表現出多樣性，其大小和形狀各有千秋。研究材料表面粗糙度和其他小尺度特征的領域稱為表面計量學。
2、為什么測試表面粗糙度很重要？
不規則性易于形成成核位置，這會導致材料斷裂或腐蝕。與較光滑的表面相比，這可能導致粗糙的表面遭受更快的磨損，但是粗糙也會促進附著力。表面粗糙度的不利或有利取決于不規則狀態的大小和形狀。
表面粗糙度預測機械零件的一項很好的性能指標。在工程應用中，對于表面和零件有嚴格的質量參數。因此，準確測量表面的粗糙度，使其在質量上符合要求的標準是至關重要的。
粗糙度通常是不受歡迎的，但是在制造中難以控制。降低粗糙度會導致組件的制造成本增加，因此必須在成本與其性能應用之間進行權衡。
受表面特征影響的成品特征包括摩擦、耐用性、能耗、密封性和運行噪音。這些都是決定工業應用組件功能和適用性的重要因素。
因此，不難理解為什么在諸如醫學診斷和材料加工等行業中，表面粗糙度的量化以及材料的其他小尺度特征（如初級形態和表面分形）是如此重要的考慮因素
3、如何定義表面粗糙度？
定義表面粗糙度的主要方法有三種：統計描述符、極值描述符和紋理描述符。
統計描述符包括平均粗糙度（average roughness， Ra）和均方根粗糙度（ root mean square roughness， Rq）；極值描述符包括最大峰高（maximum peak height，Rp）和最大谷底高度（maximum valley height ，Rv）；紋理描述符包括腐蝕長度；其中Ra是最有效和最常用的表面粗糙度度量。
4、表面粗糙度分析技術有哪些？
測量表面粗糙度的方法包括直接測量、非接觸式和比較法。這些技術經過多年的改進，形成了現在科學家可以使用的大量分析工具和方法：
直接方法——這些方法使用觸筆來評估表面的粗糙度，然后通過設備記錄的輪廓確定粗糙度參數。但是，該方法有一個缺點，因為它們要求中斷制造過程，并且使用必須與表面接觸的物理觸針，這可能會損壞表面。
非接觸式方法——這些方法使用光或聲音代替觸筆。反射光或超聲波被測量以檢測微小的差異，然后用于測量表面粗糙度特征。由于是非破壞性的，它們不會干擾制造過程，并且可以自動化。用于非接觸技術的設備包括激光顯微鏡、相干掃描干涉儀、掃描探針顯微鏡和數字顯微鏡。
比較法——該方法使用是由相同材料、工藝和設備產生的表面粗糙度樣本，然后將這些預先存在的樣本與新樣本進行比較，以確定新材料的表面粗糙度是否在所需參數范圍內。由于這些技術的主觀性質，它們往往用于非關鍵應用。
來源：碳纖維及其復合材料技術
