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AR 类别。轮廓测量法 | 几何和形状
表面处理过的铜线的磨损和划痕评估
铜线的磨损和划痕评估的重要性
自电磁铁和电报发明以来，铜在电线方面的应用有着悠久的历史。由于铜的耐腐蚀性、可焊性以及在高达150℃的高温下的性能，铜线被广泛用于电子设备，如面板、仪表、计算机、商业机器和电器。所有开采出来的铜大约有一半是用来制造电线和电缆导体的。
铜线的表面质量对应用服务性能和使用寿命至关重要。铜线中的微观缺陷可能导致过度磨损、裂纹的产生和扩展、导电性下降和焊接性不足。适当的铜线表面处理可以消除拉丝过程中产生的表面缺陷，提高耐腐蚀、耐刮擦和耐磨性。许多使用铜线的航空应用需要控制行为以防止意外的设备故障。为了正确评估铜线表面的耐磨性和耐刮擦性，需要进行可量化和可靠的测量。
测量目标
在这个应用中，我们模拟了不同铜线表面处理的受控磨损过程。 划痕测试 测量导致处理过的表面层失效所需的负载。这项研究展示了 Nanovea 摩擦仪 和 机械测试仪 作为电线评估和质量控制的理想工具。
测试过程和程序
通过 Nanovea 摩擦磨损试验机使用线性往复磨损模块评估两种不同表面处理的铜线（线 A 和线 B）的摩擦系数 (COF) 和耐磨性。 Al2O3 球（直径 6 毫米）是本应用中使用的计数器材料。使用 Nanovea 的磨损轨迹进行检查 3D非接触式轮廓仪。测试参数总结于表 1 中。
本次研究以Al₂O₃球为例进行了说明。任何具有不同形状和表面光洁度的固体材料都可以使用定制夹具来模拟实际的应用情况。
Nanovea的机械测试仪配备了罗克韦尔C金刚石触控笔(半径为100 μm)，使用微划痕模式对涂层导线进行了渐进负载划痕测试。划痕测试参数和尖端几何形状如表2所示。
结果和讨论
铜线的磨损。
图2显示了铜线在磨损测试中的COF变化。A线在整个磨损试验过程中显示出稳定的COF约为0.4，而B线在头100转时显示出约0.35的COF，并逐渐增加到约0.4。
图3比较了测试后铜线的磨损轨迹。Nanovea公司的3D非接触式轮廓仪对磨损痕迹的详细形貌进行了出色的分析。通过提供对磨损机理的基本理解，可以直接和准确地确定磨损轨迹体积。经过600转的磨损试验，B线表面有明显的磨损痕迹损伤。剖面仪3D视图显示，B线的表面处理层被完全去除，大大加快了磨损过程。这在铜基板暴露的B线上留下了平坦的磨损痕迹。这可能导致使用B线的电气设备的寿命显著缩短。相比之下，A线的磨损相对较轻，其表面的磨损痕迹较浅。在相同条件下，A线表面处理层不像B线表面处理层那样被去除。
铜线表面的耐刮擦性。
图4显示了测试后导线上的划痕。线材A的保护层表现出非常好的抗划痕能力。相比之下，B线的保护层在约1.0N的载荷下失效。这些线的耐刮擦性有如此大的差异，这有助于它们的磨损性能，其中A线拥有大大增强的耐磨性。图5所示的划痕测试中法向力、COF和深度的演变提供了关于测试中涂层失效的更多信息。
总结
在这项对照研究中，我们展示了Nanovea的摩擦仪对表面处理过的铜线的耐磨性进行定量评估，以及Nanovea的机械测试仪对铜线的耐刮擦性进行可靠评估。铜线的表面处理在其使用寿命中对三者的机械性能起着关键作用。电线A的适当表面处理大大增强了耐磨性和耐刮擦性，这对粗糙环境中的电线的性能和寿命至关重要。
Nanovea的摩擦仪使用符合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，在一个预集成的系统中可以选择高温磨损、润滑和三相腐蚀模块。Nanovea无与伦比的范围是确定薄或厚、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。
用非接触式轮廓仪对硬币的三维表面进行分析
非接触式轮廓测量法对钱币的重要性
货币在现代社会中具有很高的价值，因为它可以用来交换商品和服务。硬币和纸币在许多人的手中流通。实物货币的不断转移会造成表面变形。纳诺维亚的 3D 轮廓仪 扫描不同年份铸造的硬币的地形，以研究表面差异。
硬币特征很容易为公众所识别，因为它们是常见的物体。花一分钱就能了解 Nanovea 高级表面分析软件的优势：Mountains 3D。使用我们的 3D 轮廓仪收集的表面数据可以通过表面减法和 2D 轮廓提取对复杂的几何形状进行高级分析。使用受控掩模、印模或模具进行表面减法可比较制造工艺的质量，而轮廓提取可通过尺寸分析来识别公差。 Nanovea 的 3D 轮廓仪和 Mountains 3D 软件可研究看似简单物体（如便士）的亚微米形貌。
测量目标
使用Nanovea公司的高速线传感器扫描了五枚硬币的整个上表面。每枚硬币的内外半径都是用Mountains高级分析软件测量的。从感兴趣区域的每个硬币表面提取直接表面减法量化表面变形。
结果和讨论
三维表面
Nanovea HS2000轮廓仪仅用24秒就扫描了一个20mm x 20mm区域的400万个点，步长为10um x 10um，获得了一枚硬币的表面。下面是扫描的高度图和3D可视化图。3D视图显示了高速传感器捕捉肉眼无法察觉的小细节的能力。硬币表面有许多细小的划痕。研究了硬币在三维视图中看到的纹理和粗糙度。
尺寸分析
提取了便士的轮廓，通过尺寸分析得到了边缘特征的内径和外径。外半径平均为9.500 mm ± 0.024，而内半径平均为8.960 mm ± 0.032。Mountains 3D可以对二维和三维数据源进行额外的尺寸分析，包括距离测量、台阶高度、平面度和角度计算。
表面减法
图5显示了表面减法分析所关注的区域。2007年的便士被用作四个旧便士的参考表面。从2007年的分币表面减去，显示出有孔/峰的分币之间的差异。总的表面体积差是由孔/峰的体积相加得到的。均方根误差指的是分币表面相互之间的吻合程度。
总结
Nanovea的高速HS2000L扫描了5枚不同年份铸造的便士。Mountains 3D软件使用轮廓提取、尺寸分析和表面减法来比较每枚硬币的表面。该分析明确了硬币之间的内、外半径，同时直接比较了表面特征的差异。Nanovea的3D轮廓仪能够测量任何纳米级分辨率的表面，结合Mountains的3D分析能力，可能的研究和质量控制应用是无限的。
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聚合物管材的尺寸和表面处理
聚合物管的尺寸和表面分析的重要性
由聚合物材料制成的管材通常用于许多行业，包括汽车、医疗、电气和许多其他类别。在这项研究中，使用 Nanovea 研究了由不同聚合材料制成的医用导管 3D 非接触式轮廓仪 来测量表面粗糙度、形态和尺寸。表面粗糙度对导管至关重要，因为导管的许多问题，包括感染、物理创伤和炎症都可能与导管表面有关。机械性能，如摩擦系数，也可以通过观察表面性能来研究。可以获得这些可量化的数据，以确保导管可以用于医疗应用。
与光学显微镜和电子显微镜相比，使用轴向色度的三维非接触式轮廓测量法在表征导管表面方面非常可取，因为它能够测量角度/曲率，尽管有透明度或反射率，但仍能测量材料表面，样品准备工作最少，而且是非侵入性的。与传统的光学显微镜不同，可以获得表面的高度，并用于计算分析；例如，找到尺寸和去除形式，以找到表面粗糙度。与电子显微镜相比，有很少的样品准备，非接触性也允许快速收集数据，而不用担心样品准备的污染和错误。
测量目标
在这项应用中，Nanovea 3D非接触式轮廓仪被用来扫描两根导管的表面：一根由TPE（热塑性弹性体）制成，另一根由PVC（聚氯乙烯）制成。将获得并比较这两根导管的形态、径向尺寸和高度参数。
结果和讨论
三维表面
尽管聚合物管有一定的弯曲度，但Nanovea 3D非接触式轮廓仪可以扫描导管的表面。从所做的扫描中，可以获得一个三维图像，以便快速、直接地对表面进行视觉检查。
二维空间分析
通过从原始扫描图像中提取轮廓线并拟合圆弧得到外径向尺寸。这显示了三维非接触式轮廓仪在质量控制应用中进行快速尺寸分析的能力。沿着导管的长度可以很容易地获得多个剖面。
表面分析 粗糙度
通过从原始扫描图像中提取轮廓线并拟合圆弧得到外径向尺寸。这显示了三维非接触式轮廓仪在质量控制应用中进行快速尺寸分析的能力。沿着导管的长度可以很容易地获得多个剖面。
总结
在这个应用中，我们已经展示了Nanovea 3D非接触式轮廓仪如何被用来表征聚合物管。具体来说，获得了医用导管的表面计量学、径向尺寸和表面粗糙度。发现TPE导管的外半径为2.40mm，而PVC导管为1.27mm。TPE导管的表面被发现比PVC导管更粗糙。TPE的Sa为0.9740µm，而PVC为0.1791µm。虽然在此应用中使用了医用导管，但三维非接触式轮廓测量法也可应用于各种表面。可获得的数据和计算结果并不局限于所显示的内容。
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高速扫描/非接触式轮廓测量法
介绍。
快速、简单的表面测量设置可节省时间、精力，对于质量控制、研发和生产设施至关重要。纳诺维亚酒店 非接触式轮廓仪 能够执行 3D 和 2D 表面扫描，以测量任何表面上的纳米到宏观尺度的特征，提供广泛的可用性。
太阳能电池的表面粗糙度和特征
太阳能电池板测试的重要性
最大化太阳能电池的能量吸收是这项技术作为可再生资源生存下来的关键。多层涂层和玻璃保护允许光的吸收、透过和反射，这是光伏电池工作所必需的。考虑到大多数消费太阳能电池的效率为15-18%，优化它们的能量输出是一场持续的战斗。
研究表明，表面粗糙度在光反射中起着关键作用。最初的玻璃层必须尽可能光滑，以减少光的反射，但随后的玻璃层并不遵循这一准则。每一层镀膜与另一层镀膜的界面都必须有一定程度的粗糙度，以增加各自损耗区内光散射的可能性，并增加电池对光的吸收1。优化这些区域的表面粗糙度可以使太阳能电池达到最佳运行状态，使用Nanovea HS2000高速传感器可以快速准确地测量表面粗糙度。
测量目标
在本研究中，我们将展示Nanovea的能力。 轮廓仪 HS2000高速传感器通过测量光伏电池的表面粗糙度和几何特征。本次演示将测量无玻璃保护的单晶硅太阳能电池，但该方法可用于其他各种应用。
测试过程和程序
以下测试参数被用来测量太阳能电池的表面。
结果和讨论
下面描述的是太阳能电池的二维伪彩色视图和其各自的高度参数的表面的面积提取。一个高斯滤波器应用于两个表面和一个更积极的指标被用来压平提取区域。这排除了大于截止指数的形状(或波纹)，留下了代表太阳能电池粗糙度的特征。
垂直于网格线方向的剖面图被拍摄下来，以测量其几何特征，如下图所示。可以测量太阳能电池上任何特定位置的网格线宽度、阶梯高度和间距。
总结
在这项研究中，我们能够展示Nanovea HS2000线传感器测量单晶光伏电池表面粗糙度和特征的能力。Nanovea HS2000线传感器具有自动精确测量多个样品和设置通过不合格限制的能力，是质量控制检查的完美选择。
参考资料
1 肖尔茨, 卢博米尔.Ladanyi, Libor.Mullerova, Jarmila."表面粗糙度对多层太阳能电池光学特性的影响" 《电气和电子工程进展》，第12卷，第6期，2014，第631-638页。
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Jr25 3D非接触式轮廓仪的便携性和灵活性
了解和量化样品的表面对于包括质量控制和研究在内的许多应用至关重要。为了研究表面，轮廓仪通常用于扫描样品并对其进行成像。传统轮廓测量仪器的一个大问题是无法适应非常规样品。由于样品尺寸、几何形状、无法移动样品或其他不方便的样品制备，可能会出现测量非常规样品的困难。 Nanovea 的便携式 3D 非接触式轮廓仪JR 系列凭借其从不同角度扫描样品表面的能力及其便携性，能够解决大部分此类问题。
放电加工金属的质量分析
电火花加工，或称EDM，是一种通过电火花去除材料的制造工艺。
放电[1]。这种加工工艺一般用于难以在短时间内完成的导电金属。
用传统方法进行加工。
与所有的加工过程一样，精度和准确度必须高，以满足可接受的
容差水平。在本应用说明中，加工金属的质量将通过以下方式进行评估
纳诺瓦 3D非接触式轮廓仪.
更好地了解聚碳酸酯类镜片
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PCB的大面积自动轮廓测量
制造过程的规模化对于工业的发展和跟上不断增长的需求是必要的。随着制造过程的扩大，用于质量控制的工具也需要扩大规模。这些工具必须是快速的，以跟上生产速度，同时仍然保持高精确度，以满足产品的公差限制。在这里，Nanovea HS2000 轮廓仪。 带有线型传感器，以其快速、自动化和高分辨率的大面积轮廓测量能力展示了其作为质量控制仪器的价值。
视频剪辑 或App Note。 PCB的大面积自动轮廓测量
