断口分析是对断裂表面特征的研究，历史上一直通过显微镜或 SEM 进行研究。根据特征的大小，选择显微镜（宏观特征）或SEM（纳米和微观特征）进行表面分析。两者最终都可以识别断裂机制类型。尽管有效，但显微镜具有明显的局限性，并且在大多数情况下，除了原子级分析之外，SEM 对于断裂表面测量来说是不切实际的，并且缺乏更广泛的使用能力。随着光学测量技术的进步，NANOVEA 3D 非接触式轮廓仪 现在被认为是首选仪器，能够通过宏观尺度 2D 和 3D 表面测量提供纳米级测量
与SEM不同，3D非接触式轮廓仪几乎可以测量任何表面和样品尺寸，只需最少的样品准备，同时提供优于SEM的垂直/水平尺寸。使用轮廓仪，从纳米到宏观范围的特征都可以在一次测量中捕捉到，而样品反射率的影响为零。可以轻松地测量任何材料：透明的、不透明的、镜面的、扩散的、抛光的、粗糙的等等。三维非接触式轮廓仪提供了广泛和用户友好的能力，以SEM的一小部分成本，最大限度地提高表面断裂研究。
| 同向性 | 51.26% |
| 第一方向 | 123.2º |
| 第二方向 | 116.3º |
| 第三方向 | 0.1725º |
表面积、体积、粗糙度和许多其他方面都可以从这个提取中自动计算。
| 同向性 | 15.55% |
| 第一方向 | 0.1617º |
| 第二方向 | 110.5º |
| 第三方向 | 171.5º |
表面积、体积、粗糙度和许多其他方面都可以从这个提取中自动计算。
在这个应用中，我们展示了NANOVEA ST400 3D非接触式轮廓仪是如何精确表征断裂表面的全部地形（纳米、微观和宏观特征）的。从三维区域中，可以清楚地识别出表面，并且可以快速提取子区域或剖面/横截面，并通过无尽的表面计算列表进行分析。亚纳米级的表面特征可以通过集成的AFM模块进一步分析。
此外，NANOVEA还在其Profilometer阵容中加入了一个便携式版本，这对于不可移动的裂缝表面现场研究来说尤其重要。有了这些广泛的表面测量能力，使用一台仪器进行断裂表面分析从未如此简单和方便。
测量目标
在这个应用中，NANOVEA ST400被用来测量玻璃纤维复合材料表面的粗糙度和平整度。通过量化这些表面特征，有可能创造或优化一个更强大、更持久的玻璃纤维复合材料。
NANOVEA
ST400
| 探测仪 | 1毫米 |
| 购置率 | 300赫兹 |
| 平均数 | 1 |
| 测量表面 | 5 mm x 2 mm |
| 阶梯尺寸 | 5 µm x 5 µm |
| 扫瞄模式 | 恒定速度 |
| 测量 范围 | 1毫米 |
| Z决议 | 25纳米 |
| 准确度 | 200纳米 |
| 侧向分辨率 | 2 μm |
| 萨 | 15.716 μm | 算术平均高度 |
| 规模 | 19.905 μm | 均方根高度 |
| ǞǞǞ | 116.74 μm | 最大峰值高度 |
| ǞǞǞ | 136.09 μm | 最大基坑高度 |
| 仕 | 252.83 μm | 最大高度 |
| スクリート | 0.556 | 倾斜度 |
| 苏 | 3.654 | 峰度 |
如结果所示，NANOVEA ST400 Optical 分析器 能够精确测量玻璃纤维复合材料表面的粗糙度和平整度。可以测量多批纤维复合材料和/或给定时间段的数据，以提供有关不同玻璃纤维制造工艺及其随时间变化的反应的重要信息。因此，ST400 是加强玻璃纤维复合材料质量控制过程的可行选择。
皮带传动装置在两个或多个旋转轴之间传递动力和跟踪相对运动。作为一种简单和廉价的解决方案，维护工作最少，皮带传动被广泛用于各种应用，如电锯、锯木厂、脱粒机、筒仓鼓风机和输送机。皮带传动装置可以保护机械免于过载，也可以阻尼和隔离振动。
摩擦和磨损对于皮带驱动的机器中的皮带来说是不可避免的。足够的摩擦确保有效的动力传输而不打滑，但过度的摩擦可能会迅速磨损皮带。不同类型的磨损，如疲劳、磨损和摩擦，都发生在皮带传动操作中。为了延长皮带的使用寿命，减少皮带维修和更换的成本和时间，可靠地评估皮带的磨损性能对于提高皮带寿命、生产效率和应用性能是可取的。准确测量皮带的摩擦系数和磨损率，有利于研发和皮带生产的质量控制。
测量目标
在这项研究中，我们模拟和比较了具有不同表面纹理的皮带的磨损行为，以展示其能力。 NANOVEA T2000摩擦磨损仪以受控和监测的方式模拟皮带的磨损过程。
NANOVEA
T2000
两条具有不同表面粗糙度和纹理的皮带的摩擦系数，COF和耐磨性是通过以下方法评估的 NANOVEA 高负载 摩擦仪 使用线性往复磨损模块。使用钢 440 球（直径 10 毫米）作为计数器材料。使用集成的方法检查表面粗糙度和磨损轨迹 3D 非接触式轮廓仪。磨损率， K使用公式评估 K=Vl(Fxs)，其中 V 是磨损的体积。 F 是法向载荷和 s 是滑动距离。
请注意，本研究中使用了光滑的钢440球的对应物作为例子，任何具有不同形状和表面处理的固体材料都可以使用定制的夹具来模拟实际应用情况。
纹理带和光滑带的表面粗糙度Ra分别为33.5和8.7um，根据用显微镜分析的表面轮廓。 NANOVEA 三维非接触式光学剖面仪。分别在10N和100N的条件下测量了两条被测皮带的COF和磨损率，以比较皮带在不同载荷下的磨损行为。
图1 显示了磨损测试期间皮带的COF的演变。具有不同纹理的带子表现出明显不同的磨损行为。有趣的是，在COF逐渐增加的磨合期之后，在使用10N和100N载荷进行的测试中，纹理带的COF达到较低的~0.5。相比之下，在10N载荷下测试的光滑带在COF稳定后表现出明显较高的~1.4的COF，并在测试的其余部分保持在该值以上。在100N载荷下测试的平滑带迅速被钢制440球磨损，并形成一个大的磨损轨迹。因此，测试在220转时被停止。
图1: 不同载荷下皮带的COF的演变。
NANOVEA三维非接触式轮廓仪提供了一个分析磨损痕迹的详细形态的工具，为从根本上理解磨损机制提供了更多的见解。
表1: 磨损轨迹分析的结果。
图2: 两条皮带的三维视图
在100N的测试之后。
如表1所示，三维磨损轨迹剖面可直接和准确地确定先进分析软件计算的磨损轨迹体积。在220转的磨损试验中，平滑带的磨损轨迹更大更深，体积为75.7 mm3，而纹理带在600转的磨损试验后，磨损体积为14.0 mm3。光滑带对钢球的摩擦力明显增大，导致磨损率比有纹路的皮带高15倍。
纹理带和光滑带之间如此巨大的COF差异，可能与带子和钢球之间的接触面积大小有关，这也导致了它们不同的磨损性能。图3显示了两种带子在光学显微镜下的磨损痕迹。磨损轨迹检查与COF演变的观察结果一致。纹理带保持着约0.5的低COF，在10N的负载下进行磨损试验后，没有表现出磨损的迹象。光滑带在10N时显示出一个小的磨损轨迹。
图3: 光学显微镜下的磨损痕迹。
在这项研究中，我们展示了NANOVEA T2000摩擦仪在以良好的控制和定量方式评估皮带的摩擦系数和磨损率方面的能力。在皮带的使用性能中，表面纹理对皮带的摩擦和耐磨性起着关键作用。有纹理的皮带表现出稳定的摩擦系数约为0.5，并拥有较长的使用寿命，从而减少了工具维修或更换的时间和成本。相比之下，光滑皮带对钢球的过度摩擦会迅速磨损皮带。此外，皮带上的负载是影响其使用寿命的一个重要因素。过载会产生非常大的摩擦，导致皮带加速磨损。
NANOVEA T2000摩擦仪采用符合ISO和ASTM标准的旋转和线性模式，提供精确和可重复的磨损和摩擦测试，并在一个预集成的系统中提供可选的高温磨损、润滑和摩擦腐蚀模块。 NANOVEA的 无与伦比的产品系列是确定薄或厚、软或硬的涂层、薄膜和基材的全部摩擦学特性的理想解决方案。
化石是埋在古代海洋、湖泊和河流下的沉积物中的植物、动物和其他生物的痕迹的保存遗迹。软体组织通常在死后腐烂，但硬壳、骨骼和牙齿会成为化石。原有的贝壳和骨骼发生矿物替换时，微观结构的表面特征往往被保留下来，这为了解天气的演变和化石的形成机制提供了启示。
化石的 3D 剖面使我们能够从更近的角度观察化石样本的详细表面特征。 NANOVEA 轮廓仪的高分辨率和精确度可能是肉眼无法辨别的。轮廓仪的分析软件提供了适用于这些独特表面的广泛研究。与接触式探针等其他技术不同，NANOVEA 3D 非接触式轮廓仪 无需接触样品即可测量表面特征。这样可以保留某些精致化石样本的真实表面特征。此外，便携式Jr25轮廓仪可以对化石遗址进行3D测量，极大地方便了化石挖掘后的分析和保护。
测量目标
在这项研究中，NANOVEA Jr25轮廓仪被用来测量两个有代表性的化石样品的表面。对每个化石的整个表面进行了扫描和分析，以确定其表面特征，包括粗糙度、轮廓和纹理方向。
NANOVEA
小25
本报告介绍的第一个化石样本是腕足类化石，它来自于一种海洋动物，其上下表面有坚硬的 "瓣"（壳）。它们首次出现在距今5.5亿年前的寒武纪时期。
扫描的三维视图见图1，假彩色视图见图2。
图1: 腕足类化石样本的三维视图。
图2: 腕足类化石样本的假彩图。
然后将整体形态从表面移除，以研究腕足动物化石的局部表面形态和轮廓，如图3所示。现在可以在腕足动物化石样品上观察到一个奇特的分歧槽纹理。
图3: 去除表格后的假彩色视图和轮廓线视图。
从纹理区域提取线状剖面图，以显示图4中化石表面的横断面图。步高研究测量了表面特征的精确尺寸。凹槽拥有平均宽度约0.38毫米和深度约0.25毫米。
图4: 纹理表面的线条轮廓和阶梯高度研究。
第二块化石样本是一块甲壳虫茎部化石。甲壳虫首次出现在中寒武纪的海洋中，大约比恐龙早3亿年。
扫描的三维视图见图5，假彩色视图见图6。
图5: 腕足类化石样本的三维视图。
图7分析了Crinoid茎化石的表面纹理各向异性和粗糙度。
该化石在接近90°的角度有一个优先的纹理方向，导致69%的纹理各向同性。
图6: 虚假的彩色视图 缩骨动物茎 采样。
图7: 碎石类干化石的表面纹理各向异性和粗糙度。
图8显示了沿Crinoid茎化石的轴向的二维剖面。
表面纹理的山峰大小相当均匀。
图8: 碎石类干化石的二维剖面分析。
在这个应用中，我们使用NANOVEA Jr25便携式非接触式轮廓仪全面研究了腕足类和腕足类茎化石的三维表面特征。我们展示了该仪器可以精确描述化石样品的三维形态。然后进一步分析了样品有趣的表面特征和纹理。腕足类样品拥有分歧的沟槽纹理，而腕足类茎部化石则显示出优先的纹理各向同性。详细而精确的三维表面扫描被证明是古生物学家和地质学家研究生命进化和化石形成的理想工具。
这里显示的数据只代表了分析软件中的一部分计算结果。NANOVEA轮廓仪几乎可以测量任何领域的表面，包括半导体、微电子、太阳能、光纤、汽车、航空航天、冶金、加工、涂层、制药、生物医学、环境和许多其他领域。
砂纸由粘在纸或布的一面的磨料颗粒组成。颗粒可以使用各种研磨材料，如石榴石、碳化硅、氧化铝和金刚石。砂纸被广泛地应用于各种工业部门，在木材、金属和干墙上形成特定的表面处理。它们经常在由手工或电动工具施加的高压接触下工作。
砂纸的有效性通常由其在不同条件下的磨损性能决定。粒度，即嵌入砂纸中的磨料颗粒的大小，决定了被打磨材料的磨损率和划痕大小。粒度较高的砂纸的颗粒较小，因此砂纸的打磨速度较低，表面效果较好。粒度相同但由不同材料制成的砂纸在干燥或潮湿条件下会有不一样的表现。需要进行可靠的摩擦学评估，以确保制造的砂纸具有预期的磨料行为。这些评估使用户能够以受控和监测的方式定量比较不同类型的砂纸的磨损行为，以便为目标应用选择最佳候选产品。
通过 NANOVEA T100 摩擦磨损试验机评估了两种砂纸的摩擦系数 (COF) 和磨损性能。使用440不锈钢球作为计数器材料。每次磨损测试后使用 NANOVEA 检查球磨损痕迹 3D 非接触式光学轮廓仪 以确保精确的体积损失测量。
请注意，为了进行比较研究，我们选择了440不锈钢球作为反面材料，但任何固体材料都可以被替代，以模拟不同的应用条件。
图1为干、湿环境条件下砂纸1和砂纸2的COF比较。在干燥条件下，砂纸1的COF在测试开始时为0.4，随后逐渐下降并稳定在0.3。在潮湿条件下，该样品的平均COF较低，为0.27。相比之下，样品2的COF结果显示干COF为0.27，湿COF为~ 0.37。
请注意，所有COF图的数据中的振荡是由球在粗糙的砂纸表面的滑动运动产生的振动造成的。
图1: 磨损测试期间COF的演变。
图2总结了磨损疤痕的分析结果。磨损疤痕是用光学显微镜和NANOVEA 3D非接触式光学轮廓仪测量的。图3和图4比较了SS440球在砂纸1和2（湿和干条件）上的磨损试验后的磨损疤痕。如图4所示，NANOVEA光学轮廓仪精确地捕获了四个球的表面形貌及其各自的磨损痕迹，然后用NANOVEA Mountains高级分析软件进行处理，以计算出体积损失和磨损率。在球的显微镜和剖面图上可以看到，与其他球相比，用于砂纸1（干）测试的球表现出较大的扁平磨损痕，体积损失为0.313 毫米3.相比之下，砂纸1（湿）的体积损失为0.131 毫米3.对于砂纸2（干燥），体积损失为0.163 毫米3 而对于砂纸2（湿），体积损失增加到0.237 毫米3.
此外，值得注意的是，COF对砂纸的磨损性能起着重要作用。砂纸1在干燥条件下表现出较高的COF，导致试验中使用的SS440球的磨蚀率较高。相比之下，砂纸2在湿润条件下的COF较高，导致了较高的磨损率。测量后的砂纸的磨损痕迹显示在图5中。
砂纸 1 和砂纸 2 均声称可在干燥和潮湿环境中使用。然而，它们在干燥和潮湿条件下表现出显着不同的耐磨性能。纳诺维娅 摩擦计 提供良好控制的可量化和可靠的磨损评估功能，确保可重复的磨损评估。此外，原位 COF 测量功能使用户能够将磨损过程的不同阶段与 COF 的演变联系起来，这对于提高对砂纸磨损机制和摩擦学特性的基本了解至关重要
图2: 在不同条件下，球的磨损疤痕体积和平均COF。
图3: 测试后的球的磨损疤痕。
图4: 球上磨损疤痕的三维形态。
图5: 在不同条件下，砂纸上的磨损痕迹。
在这项研究中，对两种相同粒度的砂纸在干燥和潮湿条件下的磨蚀性能进行了评估。砂纸的使用条件对工作性能的有效性起着关键作用。砂纸1在干燥条件下拥有明显更好的磨蚀行为，而砂纸2在潮湿条件下表现更好。在评估磨蚀性能时，打磨过程中的摩擦力是一个重要的考虑因素。NANOVEA光学轮廓仪精确地测量任何表面的三维形态，如球上的磨损疤痕，确保在本研究中对砂纸的磨损性能进行可靠的评估。NANOVEA摩擦仪在磨损测试期间就地测量摩擦系数，提供了对磨损过程不同阶段的洞察力。它还使用符合ISO和ASTM标准的旋转和线性模式提供可重复的磨损和摩擦测试，并在一个预集成系统中提供可选的高温磨损和润滑模块。这种无可比拟的范围使用户可以模拟球轴承不同的恶劣工作环境，包括高应力、磨损和高温等。它还提供了一个理想的工具来定量评估卓越的耐磨材料在高负荷下的摩擦学行为。
一旦皮革的鞣制过程完成，皮革的表面就可以进行若干加工处理，以获得不同的外观和触感。这些机械加工可以包括拉伸、磨光、砂光、压花、涂层等。根据皮革的最终用途，有些可能需要更精确、可控和可重复的加工。
由于目视检测方法差异大且不可靠，能够准确量化微米和纳米尺度特征的工具可以改进皮革涂饰工艺。从量化的角度了解皮革的表面光洁度，可以改进数据驱动的表面加工选择，从而获得最佳的光洁度效果。NANOVEA 3D 非接触式 轮廓仪 NANOVEA 轮廓仪利用色度共焦技术测量皮革成品表面，具有市场上最高的重复性和准确性。由于探头接触、表面变化、角度、吸收或反射等原因，其他技术无法提供可靠的数据，而 NANOVEA 轮廓仪却能做到这一点。
测量目标
在这个应用中，NANOVEA ST400被用来测量和比较两个不同的但紧密加工的皮革样品的表面粗糙度。有几个表面参数是由表面轮廓自动计算出来的。
在这里，我们将重点关注表面粗糙度、窝点深度、窝点间距和窝点直径进行比较评估。
NANOVEA
ST400
深度比较
每个样品的深度分布。
观察到大量的深凹陷在 示例1.
俯视比较
窝点之间的间距 示例1 略小
比 示例2，但两者的分布相似
平均直径比较
凹陷的平均直径分布相似。
与 示例1 显示平均直径略小。
在这项应用中，我们展示了NANOVEA ST400三维轮廓仪如何精确地描述加工皮革的表面光洁度。在这项研究中，拥有测量表面粗糙度、窝点深度、窝点间距和窝点直径的能力，使我们能够量化两个样品的光洁度和质量之间的差异，这些差异通过目视检查可能并不明显。
总的来说，SAMPLE 1和SAMPLE 2之间的3D扫描的外观没有明显区别。然而，在统计分析中，这两个样品之间有明显的区别。与SAMPLE 2相比，SAMPLE 1含有更多直径较小、深度较大、窝点与窝点之间间距较小的窝点。
请注意，还可以进行更多的研究。特别感兴趣的领域可以通过集成AFM或显微镜模块进一步分析。NANOVEA 3D轮廓仪的速度范围从20毫米/秒到1米/秒，用于实验室或研究，以满足高速检测的需要；可以定制尺寸、速度、扫描能力、符合1级洁净室标准、索引传送带或用于在线或在线集成。
水凝胶因其对水的超强吸收能力而闻名，它的灵活性与天然组织非常相似。这种相似性使水凝胶不仅成为生物材料的常见选择，而且也成为电子、环境和消费品应用的选择，如隐形眼镜。每个独特的应用都需要特定的水凝胶机械性能。
水凝胶为纳米压痕带来了独特的挑战，如测试参数的选择和样品的准备。许多纳米压痕系统有很大的局限性，因为它们最初的设计并不是用于 这种柔软的材料。一些纳米压痕系统使用一个线圈/磁铁组件在样品上施加力。没有实际的力的测量，导致在测试软质材料时出现不准确的和非线性的加载。 材料。确定接触点是非常困难的，因为 深度是唯一被实际测量的参数。几乎不可能观察到在 深度与时间 期间的情节 当压头尖端接近水凝胶材料时的一段时期。
为了克服这些系统的局限性，在 "纳米 "模块中的 NANOVEA 机械测试仪 使用单独的称重传感器测量力反馈，以确保所有类型的材料（软质或硬质）的高精度。压电控制的位移极其精确且快速。通过消除具有线圈/磁铁组件且无力反馈的系统必须考虑的许多理论假设，可以实现无与伦比的粘弹性测量。
用纳米压痕技术对放置在玻璃片上的水凝胶样品进行测试，使用的是 NANOVEA 机械测试仪。对于这种柔软的材料，使用了一个直径为3毫米的球形尖端。在加载期间，载荷从0.06到10 mN线性增加。然后通过在最大载荷10 mN下70秒的压痕深度的变化来测量蠕变。
接近速度。 100 μm/min
20 mN/min
载荷和深度随时间的变化如图所示 图1.可以观察到，在图上的 深度与时间因此，很难确定加载期开始时的斜率变化点，这通常可以作为压头开始接触软质材料的指示。然而，图中的 负载与时间 显示了水凝胶在外加载荷下的奇特行为。当水凝胶开始与球压头接触时，水凝胶由于其表面张力而拉动球压头，这往往会减少表面积。这种行为导致了在加载阶段开始时测量到的负载为负值。当压头沉入水凝胶时，载荷逐渐增加，然后控制在最大载荷10 mN的位置，持续70秒，以研究水凝胶的蠕变行为。
图1: 负荷和深度的演变是时间的一个函数。
的情节。 蠕变深度与时间的关系 显示在 图2，以及 负荷与位移的关系 纳米压痕测试的曲线图如图所示 图3.本研究中的水凝胶拥有16.9KPa的硬度和160.2KPa的杨氏模量，这是根据使用Oliver-Pharr方法的负载位移曲线计算出来的。
蠕变是研究水凝胶机械性能的一个重要因素。压电装置和超灵敏的称重传感器之间的闭环反馈控制确保了在最大载荷的蠕变时间内的真正恒定载荷。如图所示 图2在3毫米球头施加的10毫牛最大负荷下，水凝胶在70秒内因蠕变而消退~42微米。
图2: 在最大负荷为10 mN的情况下蠕动70秒。
图3: 水凝胶的负载与位移图。
在这项研究中，我们展示了 NANOVEA 机械测试仪在纳米压痕模式下，对水凝胶的机械性能包括硬度、杨氏模量和蠕变进行精确和可重复的测量。3毫米的大球头确保了与水凝胶表面的正确接触。高精度的电动样品台允许将水凝胶样品的平坦面准确地定位在球头下。本研究中的水凝胶表现出16.9KPa的硬度和160.2KPa的杨氏模量。在10mN的负载下，70秒的蠕变深度为~42μm。
NANOVEA 机械测试仪在一个平台上提供无可比拟的多功能纳米和微米模块。这两个模块包括划痕测试器、硬度测试器和磨损测试器模式，在一个单一的平台上提供最广泛和最友好的测试范围。
系统。
活塞磨损测试可在受控实验室条件下评估活塞裙和气缸套之间的摩擦、润滑和材料耐久性。使用 摩擦仪, 通过该系统，工程师可以复制真实的往复运动，并精确测量摩擦系数、磨损率和三维表面形貌。这些结果为了解发动机活塞所用涂层、润滑剂和合金的摩擦学行为提供了重要依据，有助于优化性能、燃油效率和长期可靠性。.
动力缸系统和活塞裙边-润滑油-缸套界面示意图。
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机油是一种为其应用而精心设计的润滑剂。除了基础油之外，还添加了清洁剂、分散剂、粘度改进剂（VI）、抗磨损/抗摩擦剂和缓蚀剂等添加剂，以提高其性能。这些添加剂影响油在不同操作条件下的表现。油的行为会影响P-L-C界面，并决定是否发生金属-金属接触的显著磨损或流体动力润滑（极少磨损）。
如果不将该地区与外部变量隔离，就很难理解P-L-C接口。用能代表其现实应用的条件来模拟该事件更为实际。该 NANOVEA 摩擦仪是这方面的理想选择。配备了多个力传感器、深度传感器、逐滴润滑剂模块和线性往复台。 NANOVEA T2000 能够密切模拟发动机缸体内发生的事件，并获得宝贵的数据，从而更好地了解 P-L-C 接口。.
NANOVEA T2000摩擦仪的液体模块
逐滴模块对这项研究至关重要。由于活塞可以以非常快的速度运动（超过3000转/分），因此很难通过浸没样品来形成一层润滑油薄膜。为了解决这个问题，逐滴模块能够持续地在活塞裙部表面施加恒定数量的润滑剂。
新润滑油的应用也消除了脱落的磨损污染物对润滑油性能的影响。
负载 ............................100 N
测试时间 ............................30分钟
速度 ............................2000转/分
AMPLITUDE ............................10毫米
总距离 ............................1200 m
涂层 ............................钼-石墨
销材料 ............................铝合金 5052
针孔直径 ............................10毫米
润滑油 ............................机油（10W-30）
流动速度 ............................60 mL/min
温度 ............................室温和90°C
基于摩擦磨损测试仪的活塞磨损测试可帮助人们深入了解材料选择和润滑策略如何影响发动机的实际可靠性。实验室可以在真实的机械负载和温度条件下评估涂层、润滑油和合金表面，而无需依赖昂贵的全发动机测试。NANOVEA 的 3D 轮廓测量 和摩擦学模块可精确测绘磨损深度和摩擦稳定性，帮助研发团队优化性能并缩短开发周期。.
在本实验中，A5052 被用作对抗材料。发动机缸体通常由 A356 等铸铝制成，而 A5052 的机械性能与 A356 相似，因此可用于模拟测试 [1]。.
在测试条件下，观察到活塞裙部在室温下比在 90°C 下有明显磨损。样品上的深度划痕表明，在整个测试过程中，静态材料和活塞裙之间经常发生接触。室温下的高粘度可能限制了润滑油完全填满接口处的间隙并产生金属与金属之间的接触。温度升高后，机油变稀，能够在销轴和活塞之间流动。因此，在较高温度下观察到的磨损明显减少。图 5 显示，磨损疤痕一侧的磨损明显小于另一侧。这很可能是由于机油输出的位置造成的。一侧的润滑油膜厚度比另一侧厚，导致磨损不均匀。.
[1] “5052 铝与 356.0 铝”。MakeItFrom.com, makeitfrom.com/compare/5052-O-Aluminum/A356.0-SG70B-A13560-Cast-Aluminum
表1: 活塞的润滑磨损试验结果。
图1: 常温油品磨损试验的COF图A原始曲线B高通过率C低通过率。
图2: 90°C耐磨油测试的COF图A原始轮廓B高通过C低通过。
图3: 来自RT机油磨损试验的磨损痕的光学图像。
图4: 来自RT机油磨损试验的磨损疤痕的孔洞分析量。
图5: 来自RT机油磨损测试的磨损疤痕的轮廓测量扫描。
图6: 来自90°C机油磨损试验的磨损痕的光学图像
图7: 来自90°C机油磨损试验的磨损疤痕的孔洞分析量。
图8: 来自90°C机油磨损试验的磨损痕的轮廓测量扫描。
对活塞进行了润滑线性往复磨损测试，以模拟实际运行发动机中发生的情况。活塞裙-润滑剂-缸套界面对发动机的运行至关重要。活塞裙和气缸套之间的摩擦或磨损会造成能量损失，而界面上的润滑油厚度就是造成能量损失的原因。为了优化发动机，油膜厚度必须尽可能薄，同时不允许活塞裙和气缸套接触。然而，所面临的挑战是温度、速度和力的变化将如何影响 P-L-C 接口。.
NANOVEA T2000摩擦磨损仪的载荷（最大 2000 N）和转速（最大 15000 rpm）范围很广，能够模拟发动机中可能出现的各种情况。未来可能进行的相关研究包括：P-L-C 接口在不同的恒定载荷、振荡载荷、润滑油温度、转速和润滑油应用方法下的表现。这些参数可以通过 NANOVEA T2000摩擦磨损仪轻松调整，从而全面了解活塞裙-润滑剂-气缸套界面的机理。
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大自然已经成为改进表面结构发展的重要灵感源泉。对自然界中发现的表面结构的了解导致了基于壁虎脚的粘附性研究，基于海参结构变化的耐药性研究，以及基于树叶的排斥性研究，等等。这些表面有许多潜在的应用，从生物医学到服装和汽车。要想取得这些表面上的突破，必须发展制造技术，使表面特征能够被模仿和复制。这一过程需要识别和控制。
NANOVEA Jr25 便携式产品采用 Chromatic Light 技术 光学轮廓仪 具有测量几乎任何材料的卓越能力。这包括在自然界广泛的表面特征中发现的独特且陡峭的角度、反射和吸收表面。 3D 非接触式测量提供完整的 3D 图像，以便更全面地了解表面特征。如果没有 3D 功能，自然表面的识别将仅依赖于 2D 信息或显微镜成像，而这无法提供足够的信息来正确模拟所研究的表面。了解全面的表面特征，包括纹理、形状、尺寸等，对于成功制造至关重要。
在现场轻松获得实验室质量的结果的能力，为新的研究机会打开了大门。
测量目标
在这个应用中， NANOVEA Jr25是用来测量叶片的表面。有一个无穷无尽的表面参数列表，可以在三维表面扫描后自动计算。
在这里，我们将审查三维表面并选择
要进一步分析的感兴趣的领域，包括
量化和调查表面粗糙度、通道和地形情况
NANOVEA
JR25
皱纹深度
沟壑的平均密度。16.471 cm/cm2
沟壑平均深度:97.428 μm
沟壑最大深度: 359.769 μm
在这个应用中，我们已经展示了如何 NANOVEA Jr25便携式三维非接触式光学轮廓仪可以在现场精确地描述叶子表面的地形和纳米级的细节。从这些三维表面测量结果中，可以迅速确定感兴趣的区域，然后用无尽的研究清单进行分析(尺寸，粗糙度完成的纹理，形状形式地形，平整度翘曲度平面度，体积面积，阶梯高度 和其他）。可以很容易地选择一个二维截面来分析进一步的细节。有了这些信息，就可以用一套完整的表面测量资源对有机表面进行广泛调查。特别感兴趣的领域可以通过桌面模型上的集成AFM模块进一步分析。
NANOVEA 还提供用于现场研究的便携式高速轮廓仪和各种基于实验室的系统，并提供实验室服务。
石英晶体微天平（QCM）是一种极其敏感的质量传感器，能够对纳克级的小质量进行精确测量。QCM通过检测石英晶体共振频率的变化来测量表面的质量变化，有两个电极分别贴在板的两侧。测量极小重量的能力使其成为各种研究和工业仪器的关键部件，用于检测和监测质量、吸附、密度和腐蚀等的变化。
作为一种极其精确的设备，QCM可测量低至0.1纳克的质量变化。石英板上电极的任何质量损失或分层都会被石英晶体检测到，并导致重大测量误差。因此，电极涂层的内在质量和涂层/基底系统的界面完整性在进行准确和可重复的质量测量中起着重要作用。微量划痕试验是一种广泛使用的比较性测量，基于对出现故障的临界载荷的比较，评估涂层的相对内聚力或粘附性能。它是对QCM进行可靠的质量控制的一个卓越工具。
测量目标
在这个应用中， NANOVEA 机械测试仪，在微划痕模式下，用于评估 QCM 样品石英基板上金涂层的内聚力和粘合强度。我们想展示的能力 NANOVEA 机械测试仪在对精致的样品进行微观划痕测试时，具有很高的精度和可重复性。
NANOVEA
PB1000
ǞǞǞ NANOVEA 使用PB1000机械测试仪对QCM样品进行微划痕测试，测试参数总结如下。进行了三次划痕，以确保结果的可重复性。
装载类型。 渐进的
初始负载
0.01 N
终极装载
30 N
气候环境。 空气 24°C
滑动速度
2毫米/分钟
划痕长度
2毫米
QCM样品上的全部微观划痕如图所示 图1.不同临界载荷下的失效行为显示在图2中。，其中临界负荷，LC1 被定义为在划痕中出现粘合剂失效的第一个迹象的载荷，LC2 是发生重复性粘接失效后的负荷，而LC3 是涂层从基体上完全去除的载荷。可以看出，在LC1 的11.15N，这是涂层失效的第一个迹象。
在微划痕试验中，随着正常载荷的不断增加，在LC2 的16.29N。当LC3 达到19.09N时，涂层完全从石英基体上剥离。这样的临界载荷可以用来定量比较涂层的内聚力和粘合力，并为目标应用选择最佳候选者。
图1: QCM样品上的完整微划痕。
图2: 在不同的临界载荷下的微观划痕轨道。
图3 图为摩擦系数和深度的演变，这可能为微划痕试验期间涂层故障的进展提供更多的启示。
图3: 在微划痕测试期间，COF和深度的演变。
在这项研究中，我们展示了 NANOVEA 机械测试仪可在QCM样品上进行可靠而准确的微划痕测试。通过以受控和密切监测的方式施加线性增加的载荷，划痕测量使用户能够确定发生典型的内聚性和粘附性涂层失效的临界载荷。它为定量评估和比较涂层的内在质量以及用于 QCM 的涂层/基底系统的界面完整性提供了一个卓越的工具。
的纳米、微观或宏观模块。 NANOVEA 机械测试仪都包括符合ISO和ASTM标准的压痕、划痕和磨损测试仪模式，在一个系统中提供了最广泛和最友好的测试范围。 NANOVEA我们无与伦比的产品系列是确定薄或厚、软或硬的涂层、薄膜和基质的全部机械性能的理想解决方案，包括硬度、杨氏模量、断裂韧性、粘附性、耐磨性和许多其他性能。
此外，还有一个可选的3D非接触式轮廓仪和AFM模块，用于对压痕、划痕和磨损轨迹进行高分辨率的3D成像，以及其他表面测量，如粗糙度和翘曲度。
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