表面微观形貌的测量与评定

时间：2019-12-23

表面形貌评定的核心在于对特征信号无失真的提取和对使用性能的量化评定，国内外学者在这一方面做了大量工作，提出了许多分离与重构方法。随着当今微机处理技术、集成电路技术、机电一体化技术等的发展。出现了用分形法、Motif法、功能参数集法、时间序列技术分析法、小二乘多项式拟合法、滤波法等各种评定理论与方法，取得了显着进展。

表面是由粗糙度，波纹度和表面形状误差3个部分构成的。随着现代测量精度的不断提高，亚粗糙度(sub roughness)与原子粗糙度的概念已被提出来，他们的出现是对原子级微观形貌进行评价的需要。简单的通过微观不平度的数值来区分三者是不可取的，因为在概念上从粗糙度变为波纹度必须根据工件的尺寸大小来确定。上述三种特征从不单独出现，大多数表面是由粗糙度，波纹度和形状误差组合形成的。由于三者的作用不同，因此，如何正确的将三者分离就成为一个十分重要的问题。

传统的对表面形貌识别与评定的研究主要集中于表面粗糙度的测量与评定。对其它的表面特征研究基本上是宏观的定性的描述。表面粗糙度是指表面形貌中具有细微纹理的细微几何结构特征，其加工控制难度大，测量与评定的难度也大。所以表面粗糙度的研究构成了表面科学中表面特征研究的核心内容。表面粗糙度的研究大致经历了三个阶段: 1、定性综合评定阶段: 2、定量、标准化参数评定阶段: 3、定量高水平检测阶段。

由于表面形貌本身的复杂性，很难用有限的参数来表征各种需要的特性。随着表面形貌研究的深入，各种不同的参数相继被提出并加入到原有的标准中，这些参数有的在内容上有交叉、重复，有的只反映非常特殊的应用情况，还有一-些参数其内在含义相互之间是矛盾的。参数的数量不断增多，形成了所谓的“参数爆炸”的局面。显然，这种情况非常不利于表面形貌评定学科的发展，给工业界实际的应用也带来了很大的困扰。这- -问题已经引起了业界广泛的重视，许多学者已经提出了各种解决方法，然而到目前为止还没有很完善的解决方案。

表面从本质上讲是三维的。然而，目前的绝大部分标准和测量仪器仍然是基于二维轮廓曲线的，这种二维曲线无法真实的反映表面的所有特征，由其得出的评定参数也因此无法真实地反映表面的功能特性。三维表面形貌的统计分析更具稳健性,它可以给出较小的参数偏差。实验表明，在同一表面对来自不同轮廓的参数测量，其差异可达50%。只有当表面满足各向同性和均-一性时，在任何位置和方向的轮廓才能表示表面。因为三维表面评价的优越性及表面形貌的评价正由二维向三维转变，这里介绍现对而言比较成熟的几个三维评价方法。
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词条说明
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