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上海光学仪器表面轮廓仪在材料摩擦实验中的应用




来源:yiyi
时间:2015-10-27 12:45:05

上海光学仪器一厂表面轮廓仪在材料表面摩擦实验中的应用

    我们知道,从分子角度看,只有云母的表面上才会有较
大的光滑面积。这种材料只有一个解理面,因而在各层剥落
后留下的表面会在几个平方英寸面积上没有分子阶梯。
    即使是经过磨削和抛光而制成的较光的工程表面,仍有
百万分之一英寸左右的凹凸不平度。一般说来。这好象很光
滑,但是百万分之一英寸就是250埃或者大约是100个原子间
距,很明显,从原子尺度看,这些表面是粗糙的。工程表面
大多数是相当粗糙的。


那么,我们能用什么方法来研究这种表面的形状和轮廓呢?

答案:触针法和表面轮廓仪


表面轮廓的重要性

如果我们不知道两个表
面放在一起时的接触情况,我们将永远搞不清摩擦是怎样产
生的。为了搞清这一点,我们必须研究表面的形状和轮廓,
以便能了解两个表面放在一起时的配合情况。

    要造出真正平滑的表面是极其困难的。这种困难一部份
是工艺上的困难。因此,改进了工艺方法,能得到比较平滑
的表面。但是,另一部份困难在于固体本身的特性。例如,
工程实践中所用的金属往往是由多晶物质组成的,而晶体通
常含有各种不同的组分,并且按无规方向排列。某些晶体比
其他晶体硬,或面向较难变形的方向。因此,对这种材料进
行抛光时,表面的某些部份会比另一些部份容易脱落。即使
是纯金属的单晶体,从原子角度看基本上光滑的原子平面
也会含有缺陷,这些缺陷产生了局部软化区,因而在抛光时
能先行脱落。如果我们设法从熔融状态生成单晶体,那末表
面往往会含有高达几层原子的阶梯、凸部和台阶。

如果我们把一块玻璃熔化,再让它缓慢地凝固,表面就
会貌似光滑。但因玻璃的结构并不均匀,所以

表面的不同部份在凝固时的收缩量会有所不同,因而表面将
具有波纹。如果把表面抛光,结构不均匀还将意味着某些部
份会比其他部份容易脱落。对于聚合物,也有这个问题。木
材的结构更加不规则,因而抛光表面会呈现凹凸不平,从原
子尺度看,不平度是非常大的。

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