中圖儀器光學3D表面輪廓儀在摩擦學領域的應用

     “摩擦，摩擦，在這光滑的地上摩擦…..”還記得龐麥郎的一首《我的滑板鞋》風靡大街小巷，廣場上卷起了一股溜滑板鞋的浪潮。爾今浪潮已退，但摩擦聲卻未消失，作為一柄對社會發展起著雙ren劍作用的武器，各大高校和科研機構一直都在對摩擦學進行著持續的研究，而中圖儀器SuperView W1光學3D表面輪廓儀，就是該領域zui時尚的滑板鞋，載著研究人員疾馳，手持武器，所向披靡。

　　摩擦學是一門研究物體相對運動時其表面摩擦、潤滑、磨損三者間相互關系的交叉學科，摩擦學實驗研究的重點和難點之一在于對磨損量的定量分析。磨損量涵蓋了磨損區的輪廓尺寸、粗糙度、體積這線、面、體三個維度方面的參數，量級從納米到毫米不等，又由于不可破壞性測量，傳統的低精度接觸式輪廓儀和影像儀無法適用，而以白光干涉為原理、具備高精度、非接觸式測量能力的光學3D表面輪廓儀登上了摩擦學研究的舞臺。

圖1 工作中的CSM摩擦磨損測試儀

　　上圖展示的是一款工作中的CSM摩擦磨損測試儀，經過十數小時的摩擦，銅板表面出現了一圈圈摩擦痕跡，即為磨損區域，對磨損區域進行尺寸上的定量分析，是研究的重要組成部分，下面我們使用中圖儀器SuperView W1光學3D表面輪廓儀對一塊經過摩擦試驗處理的銅板進行線、面、體三個維度的定量分析。

一、一維：線_輪廓尺寸

　　取一塊摩擦處理過的銅板，使用SuperView W1光學3D表面輪廓儀對其中未摩擦過的光滑區域和摩擦過的磨損區域進行掃描，獲取其3D圖像。

圖5 磨損區的剖面輪廓曲線

　　從圖中可以看到，相對光滑區細致較淺的劃痕，磨損區充滿了坑坑洼洼的槽，在磨損區3D圖像上提取一條剖面輪廓曲線，可以獲取槽深和槽寬的輪廓尺寸數據。

二、二維：面_粗糙度

　　分別在光滑區和磨損區選取若干點，測量分析顯示經過摩擦磨損試驗過的區域線粗糙度和面粗糙度均增大了至少十幾倍。

圖6 光滑區域粗糙度

圖7 磨損區域粗糙度

三、三維：體_體積

圖8 磨損區3D圖像&孔洞體積測量

　　如右上圖，利用分析工作“孔洞體積”對磨損區進行區域體積分析。在選擇的分析區域中，位于基準面（藍色方框）上面的頂點區域顯示為紅色，位于基準面下方顯示為綠色，利用“孔洞體積”分析工具可直接獲取該區域內上下兩部分的面積、體積、深度數據。

　　一線二面三體，中圖儀器SuperView W1光學3D表面輪廓儀能讓研究人員掌握三個維度的數據信息，從而對摩擦磨損區進行全面的分析判斷，如同穿上了酷炫的滑板鞋，在摩擦學研究這個舞臺秀出華麗的舞步。