上一期為大家介紹了什么是表面計(jì)量學(xué)及其用途、表面表征技術(shù)，本期讓我們來(lái)了解一下幾種常見(jiàn)的表面形貌參數(shù)和表面形貌的國(guó)際和區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)吧！

常見(jiàn)表面形貌參數(shù)

粗糙度

表面不規(guī)則性，其在表面上形成主要粗糙度圖案。較小的表面粗糙度值表示較小和/或較少的不規(guī)則性。下表1提供了表面粗糙度的指示參數(shù)示例[1，2，5，6]。另見(jiàn)圖1和圖2。

表1：用于表征表面粗糙度的常用參數(shù)。

圖1：使用假想表面的輪廓來(lái)計(jì)算表1中參數(shù)Rmax（A）、Ra（B）和Rq（C）的示例。對(duì)于Ra，B中的|Z|值取平均值。對(duì)于Rq，C的Z2值取平均值，并取平均值的平方根。

波紋度

一種測(cè)量表面不規(guī)則性的量度，其間距大于測(cè)量粗糙度的主要圖案的間距（空間頻率范圍更低）[1，2，5，6]。圖2中顯示了了任意表面形貌的波紋度。

層次

通常由材料制造方法確定的主要表面圖案的方向[1，2，5，6]。紋理縱橫比（Str）[7]是表示表面是各向同性還是各向異性的空間參數(shù)，可用于確定表面的層次。圖2顯示了任意表面形貌的層次示意圖。

圖2：比較表面粗糙度、波紋度和層次的任意表面形貌示意圖。

缺陷

特定原因（如劃痕、裂紋等）引起的表面上罕見(jiàn)、孤立的不規(guī)則性[1，2，5，6]。

表面形貌表征的國(guó)際和區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的表面檢查，以確保所制造部件和組件的可靠性和壽命，特別是對(duì)于表面形貌（也稱(chēng)為紋理或光潔度）等方面，這促進(jìn)了國(guó)際和區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展[3，5，6]。早期標(biāo)準(zhǔn)是具有已知形貌的參考表面，其可以與其他表面進(jìn)行定性比較。后來(lái)開(kāi)發(fā)了帶觸針的儀器，可在掃描表面時(shí)測(cè)量峰值和谷值，[3]催生了基于平均粗糙度（Ra）測(cè)量值的第一標(biāo)準(zhǔn)。

電子電路的進(jìn)一步創(chuàng)新和模擬輸出的數(shù)字化導(dǎo)致了可采集和記錄高分辨率形貌的2D和3D測(cè)量。

這些進(jìn)步有助于開(kāi)發(fā)用于定義形貌/紋理參數(shù)的各種標(biāo)準(zhǔn)。表2顯示了目前在全球范圍內(nèi)使用的一些表面紋理標(biāo)準(zhǔn)示例[5，6]。

總結(jié)

表面計(jì)量學(xué)是科學(xué)和工程的一個(gè)重要領(lǐng)域，涉及表面形貌（也稱(chēng)為紋理或光潔度）的精確、代表性表征。其涉及表面的微米級(jí)和亞微米級(jí)特性測(cè)量。表面形貌對(duì)用于制造組件、部件和產(chǎn)品的材料的機(jī)械、熱、光學(xué)和電氣性能具有關(guān)鍵影響。本報(bào)告討論了幾種重要的表面計(jì)量技術(shù)和常用的形貌或紋理參數(shù)，例如粗糙度、波紋度和層次。此外，還概述了表面形貌或紋理的國(guó)際和區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)。

參考資料：

1. K. Miyoshi，表面表征技術(shù):概述（NASA，2013），NASA技術(shù)報(bào)告NASA/TM-2002-211497。

2. NV Raghavendra、L. Krishnamurthy，《表面光潔度計(jì)量學(xué)》，第 9 章，載于《工程計(jì)量學(xué)與測(cè)量》（牛津大學(xué)出版社，2013 年）ISBN：978-0-19-808549-2。

3. P. Nugent，《質(zhì)量50年:表面處理的表面歷史》，《質(zhì)量》雜志（2011年4月）。

4. J.A. DeRose， J.-P. Revel， 膠體顆粒作為顯微鏡成像標(biāo)準(zhǔn)的比較研究， 顯微鏡雜志（1999）， 第195卷， 第1期， 第64-78頁(yè)， DOI: 10.1046/j.1365-2818.1999.00490.x。

5. 表面粗糙度測(cè)量快速指南:實(shí)驗(yàn)室和車(chē)間的參考指南，三菱公報(bào)（2016年12月）第2229期。

6. G.P. Petropoulos， C.N. Pandazaras， J.P. Davim， 與加工相關(guān)的表面紋理表征和評(píng)估， 《加工中的表面完整性》第2章， J.P. Davim 編著（Springer， 2010）， DOI: 10.1007/978-1-84882-874-2_2。

7. F.布拉特龍，《表面計(jì)量學(xué)的新三維參數(shù)和過(guò)濾技術(shù)》，質(zhì)量雜志（2007年5月）。

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