类别。轮廓测量测试

表面边界测量

使用三维轮廓测量法的表面边界测量

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表面边界测量

使用三维轮廓仪测量

编写者

克雷格-莱辛

简介

在对表面特征、图案、形状等的界面进行方位评估的研究中，快速确定整个测量剖面上的关注区域将是非常有用的。通过将一个表面分割成重要的区域，用户可以快速评估边界、峰值、凹点、面积、体积和许多其他方面，以了解它们在整个研究的表面轮廓中的功能作用。例如，像金属的晶界成像，分析的重要性是许多结构的界面和它们的整体方向。通过了解每个感兴趣的区域的缺陷和或整体区域内的异常可以被识别。尽管晶界成像通常是在超过Profilometer能力的范围内进行研究，而且只是二维图像分析，但它是一个有用的参考，说明这里将在更大范围内显示的概念以及三维表面测量的优势。

3D非接触式轮廓仪对表面分离研究的重要性

与接触式探针或干涉测量等其他技术不同， 3D 非接触式轮廓仪使用轴向色差，可以测量几乎任何表面，由于开放式分级，样品尺寸可能变化很大，并且不需要样品制备。在表面轮廓测量过程中获得纳米到宏观范围，样品反射率或吸收的影响为零，具有测量高表面角度的先进能力，并且无需软件对结果进行操作。轻松测量任何材料：透明、不透明、镜面、漫射、抛光、粗糙等。非接触式轮廓仪技术提供了理想、广泛且用户友好的功能，可在需要表面边界分析时最大限度地进行表面研究；以及 2D 和 3D 组合功能的优势。

测量目标

在这个应用中，Nanovea ST400轮廓仪被用来测量泡沫聚苯乙烯的表面积。通过结合反射强度文件和地形来建立边界，这些文件由NANOVEA ST400同时获取。这些数据被用来计算每个聚苯乙烯泡沫“颗粒”的不同形状和大小信息。

NANOVEA

ST400

结果与讨论：二维表面边界测量

地形图（下图左）被反射强度图（下图右）所掩盖，以明确界定晶粒的边界。所有直径在565微米以下的晶粒都通过应用过滤器被忽略了。

谷物总数。167
谷物所占的总投影面积。166.917 mm² (64.5962 %)
边界所占的预计总面积：(35.4038 %)
谷物的密度。0.646285粒/平方毫米

面积 = 0.999500 mm² +/- 0.491846 mm²
周长 = 9114.15 µm +/- 4570.38 µm
等效直径=1098.61 µm +/- 256.235 µm
平均直径=945.373µm +/- 248.344 µm
最小直径 = 675.898 µm +/- 246.850 µm
最大直径 = 1312.43 µm +/- 295.258 µm

结果与讨论：三维表面边界测量

通过使用获得的三维地形数据，可以分析每个晶粒的体积、高度、峰值、长宽比和一般形状信息。占用的总三维面积：2.525mm3

结论

在这个应用中，我们展示了NANOVEA 3D非接触式轮廓仪如何精确地表征聚苯乙烯泡沫塑料的表面。统计信息可以在整个感兴趣的表面或单个晶粒上获得，无论它们是峰值还是凹坑。在这个例子中，所有大于用户定义尺寸的晶粒被用来显示面积、周长、直径和高度。这里显示的特征对天然和预制表面的研究和质量控制至关重要，范围包括生物医学和微加工应用以及许多其他应用。

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轮胎胎面深度和橡胶表面粗糙度测量 | 3D 光学轮廓仪

轮胎花纹深度和橡胶表面粗糙度测量使用 3D 光学轮廓仪

编写者

安德里亚-赫尔曼

轮胎花纹深度通常使用手持式测量仪进行测量，以确保消费者安全，但工业研发和轮胎制造商需要更先进的方法。本应用说明展示了三维光学轮廓仪如何为高精度研究提供精确的轮胎花纹深度测量、轮廓测绘和橡胶表面粗糙度分析。.

简介

与所有材料一样，橡胶的摩擦系数在一定程度上与其表面粗糙度有关。在汽车轮胎中，胎面深度和表面粗糙度直接影响牵引、制动和磨损性能。本研究使用三维非接触式轮廓仪分析了橡胶表面和胎面的粗糙度和尺寸。.

例子

三维非接触式轮廓测量法对轮胎胎面深度测量的重要性

与触摸探针或干涉测量法等其他技术不同、, NANOVEA 的 3D 非接触式光学轮廓仪使用轴向色差来测量几乎任何表面。

Profiler 系统的开放式分期允许使用各种尺寸的样品，无需进行样品制备。只需一次扫描，用户就能捕捉到整体轮胎胎面深度和微观表面粗糙度，而不会受到样品反射率或吸收率的影响。此外，这些轮廓仪还具有测量高表面角度的先进能力，无需对结果进行软件处理。.

这种多功能性使 NANOVEA 轮廓仪成为轮胎胎面磨损测试和先进橡胶材料研究的理想选择。.

测量目标

在本应用程序中，我们展示了纳米氧 ST400, 三维非接触式光学轮廓仪测量轮胎胎面深度、轮廓几何形状和橡胶表面粗糙度。本研究随机选择了一个足以代表整个轮胎表面的样本表面区域。为了量化橡胶的特性，我们使用了 NANOVEA Ultra 3D 分析软件来测量沟槽尺寸、胎面深度、表面粗糙度以及显影面积与投影面积。.

NANOVEA ST400 标准
光学 3D 轮廓仪

分析。轮胎胎面

胎面的三维视图和假色视图显示了映射三维表面设计的价值。这为工程师从多个角度评估胎面深度均匀性、沟槽设计和磨损提供了直接的工具。高级轮廓分析和台阶高度分析都是非常强大的工具，用于测量样品形状和设计的精确尺寸。.

高级轮廓分析

台阶高度分析

分析。橡胶表面

如下图所示，可以使用内置软件工具对橡胶表面进行多种量化。可以看出，表面粗糙度为 2.688 μm，显影面积与投影面积之比为 9.410 mm² 与 8.997 mm²。这些结果表明了橡胶表面粗糙度对牵引力和性能的影响，可以对不同橡胶配方或不同表面磨损程度进行比较。.

结论

在这一应用中，我们展示了 NANOVEA 3D 非接触式光学轮廓仪如何精确表征轮胎胎面深度、轮廓尺寸和橡胶表面粗糙度。数据显示表面粗糙度为 2.69 µm，显影面积为 9.41 mm²，投影面积为 9 mm²。此外，还测量了橡胶胎面的各种尺寸和半径。这些信息可供轮胎制造商、汽车研究人员和材料工程师用于比较胎面设计、橡胶配方或不同磨损程度的轮胎。此处显示的数据仅代表 Ultra 3D 分析软件中的部分计算结果。.

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使用三维光学轮廓仪进行鱼鳞表面分析

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鱼鳞表面分析

使用三维光学轮廓仪

编写者

安德烈-诺维茨基

简介

使用 NANOVEA 研究鱼鳞的形态、图案和其他特征 3D 非接触式光学轮廓仪。这种生物样本的精致性质及其非常小和高角度的凹槽也凸显了轮廓仪非接触技术的重要性。鳞片上的凹槽被称为环状物，可以通过研究来估计鱼的年龄，甚至可以区分不同生长速度的时期，类似于树的年轮。这对于管理野生鱼类种群以防止过度捕捞非常重要。

三维非接触式轮廓仪在生物研究中的重要性

与其他技术如触摸探针或干涉测量术不同，3D非接触式光学剖面仪使用轴向色差，几乎可以测量任何表面。由于开放分期，样品的大小可能变化很大，不需要样品准备。在表面轮廓测量过程中获得纳米通过宏观范围的特征，不受样品反射率或吸收的影响。该仪器具有先进的测量高表面角度的能力，无需软件对结果进行操作。任何材料都很容易测量，无论它是透明的、不透明的、镜面的、扩散的、抛光的还是粗糙的。该技术提供了一种理想的、广泛的和用户友好的功能，可以最大限度地提高表面研究，以及结合2D和3D功能的好处。

测量目标

在这个应用中，我们展示了NANOVEA ST400，一个带有高速传感器的3D非接触式轮廓仪，提供了对尺度表面的全面分析。

该仪器已经被用来扫描整个样品，同时对中心区域进行了更高的分辨率扫描。还测量了刻度的外侧和内侧的表面粗糙度以进行比较。

NANOVEA

ST400

外尺度的三维和二维表面特征

外尺度的三维视图和假彩色视图显示了类似于指纹或树环的复杂结构。这为用户提供了一个直接的工具，从不同的角度直接观察刻度的表面特征。外尺度的各种其他测量结果与尺度的外侧和内侧的比较一起显示。

表面粗糙度比较

结论

在这个应用中，我们展示了NANOVEA 3D非接触式光学轮廓仪是如何以各种方式描述鱼鳞的。

使用NANOVEA 3D非接触光学轮廓仪对鱼鳞的形态、图案和其他特征进行了研究。这种生物样品的精致性质，以及它非常小和高角度的凹槽，也突出了剖面仪非接触技术的重要性。鳞片上的凹槽被称为“环”，可以通过研究来估计鱼的年龄，甚至可以区分不同生长速率的时期，就像树木的年轮一样。这对于管理野生鱼类种群以防止过度捕捞是非常重要的信息。

这里显示的数据仅代表分析软件中可用的一部分计算结果。

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菲涅尔透镜拓扑图

菲涅尔透镜拓扑使用 3D 非接触式光学轮廓仪

编写者

李端杰和Benjamin Mell

简介

透镜是一种轴对称的光学装置，用来传输和折射光线。一个简单的透镜由单一的光学元件组成，用于收敛或发散光线。尽管球形表面并不是制作透镜的理想形状，但它们通常被用作玻璃研磨和抛光后最简单的形状。

菲涅尔透镜由一系列同心环组成，这些环是简单透镜的薄部分，宽度只有千分之几英寸。与具有相同光学性能的传统透镜相比，菲涅尔透镜孔径大，焦距短，设计紧凑，减少了所需材料的重量和体积。由于菲涅尔透镜的薄几何结构，很少的光由于吸收而丢失。

3D非接触式轮廓测量法在菲涅尔透镜检查中的重要性

菲涅尔透镜广泛应用于汽车工业、灯塔、太阳能和航空母舰的光学着陆系统。用透明塑料模制或冲压透镜可以提高其生产成本效益。菲涅尔透镜的使用质量主要取决于其同心环的精度和表面质量。与接触式探针技术不同，NANOVEA 光学轮廓仪在不接触表面的情况下执行 3D 表面测量，避免产生新划痕的风险。色光技术非常适合精确扫描复杂形状，例如不同几何形状的镜片。

菲涅尔透镜原理图

透明塑料菲涅尔透镜可以通过成型或冲压制造。准确和有效的质量控制对于揭示有缺陷的生产模具或冲压件至关重要。通过测量同心环的高度和间距，将测量值与透镜制造商给出的规格值进行比较，可以发现生产的变化。

对镜片轮廓的精确测量可确保模具或印章被正确加工以符合制造商的规格。此外，印章可能随着时间的推移而逐渐磨损，导致其失去最初的形状。持续偏离镜片制造商的规格是一个积极的迹象，表明需要更换模具。

测量目标

在本应用中，我们展示了 NANOVEA ST400，这是一款配备高速传感器的三维非接触式轮廓仪，可对形状复杂的光学元件进行全面的三维轮廓分析。为了展示我们的色度光技术的卓越能力，我们对菲涅尔透镜进行了轮廓分析。.

NANOVEA ST400 大面积
光学 3D 轮廓仪

本研究使用的2.3" x 2.3" 亚克力菲涅尔透镜包括

一系列的同心环和复杂的锯齿状横截面轮廓。

它有一个1.5英寸的焦距，2.0英寸的有效尺寸直径。

每英寸有125条沟，折射率为1.49。

菲涅尔透镜的NANOVEA ST400扫描显示，同心环的高度明显增加，从中心向外移动。

2D FALSE COLOR

高度代表

3D视图

剖析

巅峰与谷底

剖面图的尺寸分析

结论

在这个应用中，我们展示了NANOVEA ST400非接触式光学轮廓仪精确测量菲涅尔透镜的表面形貌。

使用NANOVEA分析软件，可以从复杂的锯齿状轮廓准确地确定高度和间距的尺寸。用户可以通过比较制造的镜片的环高和节距尺寸与理想的环规格，有效地检查生产模具或印章的质量。

这里显示的数据仅代表分析软件中可用的一部分计算结果。

NANOVEA光学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。

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机加工零件检查

机械零件

使用三维轮廓测量法根据CAD模型进行检测

作者。

李端杰，博士

订正

Jocelyn Esparza

简介

各个行业对能够创造复杂几何形状的精密加工的需求一直在上升。从航空航天、医疗和汽车，到科技齿轮、机械和乐器，不断的创新和演变将期望和精度标准推向新的高度。因此，我们看到对严格的检测技术和仪器的需求上升，以确保产品的最高质量。

三维非接触式轮廓仪在零件检测中的重要性

将加工好的零件的属性与它们的CAD模型进行比较，对于验证公差和对生产标准的遵守是至关重要的。在服务期间的检查也是至关重要的，因为零件的磨损可能需要更换。及时发现任何偏离所需规格的情况将有助于避免昂贵的维修、生产停顿和声誉受损。

与接触式探针技术不同，NANOVEA 光学轮廓仪以零接触方式执行 3D 表面扫描，从而以最高精度快速、精确、无损地测量复杂形状。

测量目标

在这个应用中，我们展示了NANOVEA HS2000，一个带有高速传感器的三维非接触式轮廓仪，进行尺寸、半径和粗糙度的全面表面检测。

所有这些都在40秒内完成。

NANOVEA

HS2000

CAD模型

对加工件的尺寸和表面粗糙度的精确测量对于确保其符合所需的规格、公差和表面光洁度至关重要。下面是要检测的零件的三维模型和工程图。

错误的颜色视图

CAD模型的假彩色视图和扫描的加工零件表面在图3中进行了比较。样品表面的高度变化可以通过颜色的变化来观察。

如图2所示，从三维表面扫描中提取三个二维轮廓，以进一步验证加工件的尺寸公差。

概况比较和结果

图3至图5中显示了轮廓1至3。通过将测量的轮廓与CAD模型进行比较来进行定量公差检查，以维护严格的制造标准。轮廓1和轮廓2测量弯曲加工件上不同区域的半径。轮廓2的高度变化在156毫米的长度上为30微米，符合所需的±125微米的公差要求。

通过设置公差限值，分析软件可以自动确定加工件的合格或不合格。

被加工零件表面的粗糙度和均匀性对保证其质量和功能起着重要作用。图6是从被加工零件的母扫描中提取的表面积，用于量化表面光洁度。平均表面粗糙度(Sa)为2.31 μ m。

结论

在这项研究中，我们展示了配备了高速传感器的NANOVEA HS2000非接触式轮廓仪是如何进行尺寸和粗糙度的全面表面检测的。

高分辨率扫描使用户能够测量加工零件的详细形态和表面特征，并将其与CAD模型进行定量比较。该仪器还能够检测到任何缺陷，包括划痕和裂纹。

先进的轮廓分析作为一个无与伦比的工具，不仅可以确定加工的零件是否满足设定的规格，还可以评估磨损部件的故障机制。

这里显示的数据只代表了每个NANOVEA光学剖面仪所配备的高级分析软件所能进行的部分计算。

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药用片剂表面粗糙度检测

药用片剂

使用三维轮廓仪测试粗糙度

作者。

Jocelyn Esparza

简介

片剂是当今最流行的药物剂量。每片都是由活性物质(产生药理作用的化学物质)和非活性物质(崩解剂、粘合剂、润滑剂、稀释剂——通常以粉末的形式)组合而成。活性和非活性物质然后被压缩或模压成固体。然后，根据制造商的规格，药片或涂层或非涂层。

为了有效，片剂涂层需要遵循片剂上压印的标识或字符的精细轮廓，它们需要足够稳定和坚固，以便在处理片剂的过程中存活下来，而且在涂层过程中不能导致片剂相互粘连。目前的片剂通常有一个多糖和聚合物为基础的涂层，其中包括颜料和增塑剂等物质。最常见的两种片剂包衣是薄膜包衣和糖衣。与糖衣相比，薄膜涂层不那么笨重，更耐用，而且在准备和应用时不那么费时。然而，薄膜涂料更难隐藏片剂的外观。

片剂包衣对于防潮、掩盖成分的味道以及使片剂更容易吞咽是必不可少的。更重要的是，片剂包衣能控制药物释放的位置和速度。

测量目标

在这个应用中，我们使用 NANOVEA光学分析器 和先进的Mountains软件来测量和量化各种名牌压制药丸（1个涂层和2个非涂层）的地形，以比较它们的表面粗糙度。

假设安非他命（涂层）由于具有保护性涂层，其表面粗糙度将最低。

NANOVEA

HS2000

测试条件

用Nanovea HS2000扫描了三个批次的名牌药用压片。
使用高速线传感器测量各种表面粗糙度参数，符合ISO 25178标准。

扫描区域

2 x 2 mm

侧面扫描分辨率

5 x 5 μm

扫描时间

4秒

样品

结果与讨论

在扫描片剂后，用先进的Mountains分析软件进行了表面粗糙度研究，计算出每个片剂的表面平均值、均方根值和最大高度。

计算出的数值支持这样的假设：由于有保护层包裹其成分，所以爱必妥的表面粗糙度较低。泰诺表明，在所有三种测量的药片中，泰诺的表面粗糙度最高。

制作了每块平板表面地形的2D和3D高度图，显示了测量到的高度分布。从五块平板中选出一块来代表每个品牌的身高地图。这些高度图是视觉检测外围表面特征(如凹坑或山峰)的好工具。

总结

在这项研究中，我们分析和比较了三种名牌压制药丸的表面粗糙度。Advil, Tylenol, 和Excedrin。事实证明，Advil的平均表面粗糙度最低。这可以归因于包裹药物的橙色涂层的存在。相比之下，Excedrin和Tylenol都没有涂层，但是，它们的表面粗糙度仍然彼此不同。事实证明，泰诺的平均表面粗糙度在所有研究的药片中是最高的。

使用 NANOVEA 使用带有高速线传感器的HS2000，我们能够在不到1分钟的时间内测量5片药。这可以证明对今天生产中数百个药片的质量控制测试很有用。

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牙科工具。尺寸和表面粗糙度分析

简介

精确的尺寸和最佳的表面粗糙度对于牙科螺钉的功能至关重要。许多牙科螺钉尺寸需要高精度，例如半径、角度、距离和台阶高度。了解局部表面粗糙度对于插入人体内部的任何医疗工具或部件以最大限度地减少滑动摩擦也非常重要。

用于尺寸研究的非接触式轮廓测量

纳诺瓦 3D 非接触式轮廓仪使用基于色光的技术来测量任何材料表面：透明、不透明、镜面、漫射、抛光或粗糙。与接触式探针技术不同，非接触式技术可以在狭小的区域内进行测量，并且不会由于尖端按压较软的塑料材料而导致变形而增加任何固有误差。与焦点变化技术相比，基于色光的技术还提供卓越的横向和高度精度。 Nanovea Profiler 可以直接扫描大型表面，无需缝合，并在几秒钟内对零件的长度进行轮廓分析。由于轮廓仪能够测量表面，无需任何复杂的算法来处理结果，因此可以测量纳米到宏观范围的表面特征和高表面角度。

测量目标

在此应用中，使用 Nanovea ST400 光学轮廓仪在单次测量中沿着平面和螺纹特征测量牙科螺钉。从平坦区域计算表面粗糙度，并确定螺纹特征的各种尺寸。

牙科螺丝样本分析 NANOVEA 光学轮廓仪。

分析牙科螺钉样品。

结果

三维表面

牙科螺钉的 3D 视图和假色视图显示了一个平坦区域，螺纹从两侧开始。它为用户提供了一个简单的工具，可以从不同角度直接观察螺钉的形态。从全扫描中提取平坦区域以测量其表面粗糙度。

2D 表面分析

还可以从表面提取线轮廓以显示螺钉的横截面图。轮廓分析和台阶高度研究用于测量螺钉上特定位置的精确尺寸。

结论

在此应用中，我们展示了 Nanovea 3D 非接触式轮廓仪在单次扫描中精确计算局部表面粗糙度和测量大尺寸特征的能力。

数据显示局部表面粗糙度为 0.9637 μm。螺纹之间的螺钉半径为 1.729 毫米，螺纹平均高度为 0.413 毫米。螺纹之间的平均角度被确定为61.3°。

这里显示的数据仅代表分析软件中可用的一部分计算结果。

编写者
李端杰博士、乔纳森·托马斯和皮埃尔·勒鲁

在线粗糙度检查

使用在线分析器的即时错误检测

表面粗糙度和纹理对产品的最终使用至关重要。对产品表面进行快速、可量化和可靠的在线检测，可确保立即检测出不合格产品，从而确定返工原因。
生产线的条件。它不仅能提高生产率和生产效率，还能降低缺陷率、,
返工和浪费。.

非接触式轮廓仪对在线粗糙度检测的重要性

表面缺陷来源于材料加工和产品制造。在线表面质量检测可确保对最终产品进行最严格的质量控制。纳诺维亚酒店 3D 非接触式轮廓仪利用具有独特功能的彩色共焦技术，无需接触即可确定样品的粗糙度。可安装多个轮廓仪传感器，同时监测产品不同区域的粗糙度和纹理。由分析软件实时计算的粗糙度阈值可作为快速可靠的通过/失败工具。

测量目标

在这项研究中，Nanovea粗糙度检测传送系统配备了一个点式传感器，用于检测丙烯酸和砂纸样品的表面粗糙度。我们展示了Nanovea非接触式轮廓仪在生产线上实时提供快速、可靠的在线粗糙度检测的能力。

结果和讨论

输送式轮廓仪系统可以在两种模式下工作，即触发模式和连续模式。如图2所示，在触发模式下，当样品在光学轮廓仪头下通过时，样品的表面粗糙度被测量。相比之下，连续模式可以不间断地测量连续样品的表面粗糙度，如金属板和织物。可以安装多个光学轮廓仪传感器来监测和记录不同样品区域的粗糙度。

在实时粗糙度检测测量过程中，软件窗口显示通过和失败告警，如图4和图5所示。当粗糙度值在给定的阈值内时，测量的粗糙度以绿色突出显示。然而，当测量的表面粗糙度超出设定的阈值范围时，高亮部分变成红色。这为用户提供了一个工具来确定产品表面光洁度的质量。

在下面的章节中，将使用两种类型的样品，如丙烯酸和砂纸来演示检测系统的触发和连续模式。

触发模式。亚克力样品的表面检查

如图1所示，一系列亚克力样品在传送带上排列并在光学轮廓仪头下移动。图6中的假彩色视图显示了表面高度的变化。如图6b所示，一些镜子般的成品亚克力样品已经被打磨，形成了粗糙的表面纹理。

当亚克力样品在光学轮廓仪头下以恒定的速度移动时，表面轮廓被测量，如图7和图8所示。同时计算出所测轮廓的粗糙度值，并与阈值进行比较。当粗糙度值超过设定的阈值时，就会启动红色故障警报，使用户能够立即发现并找到生产线上的缺陷产品。

连续模式。砂纸样品的表面检查

如图9所示，砂纸样品表面的表面高度图、粗糙度分布图和合格/不合格粗糙度阈值图。如表面高度图所示，砂纸样品在使用的部分有几个较高的峰值。图9C的调色板上的不同颜色代表了局部表面的粗糙度值。粗糙度图在砂纸样品的完整区域表现出均匀的粗糙度，而使用过的区域则以深蓝色突出显示，表明该区域的粗糙度值降低。可以设置一个合格/不合格的粗糙度阈值来定位这样的区域，如图9D所示。

当砂纸连续通过在线轮廓仪传感器下方时，实时的局部粗糙度值被计算和记录，如图10所示。根据设定的粗糙度阈值，在软件屏幕上显示合格/不合格警报，作为质量控制的一个快速和可靠的工具。对生产线上的产品表面质量进行现场检查，及时发现有缺陷的地方。

结论

在这个应用中，我们已经证明了Nanovea传送带轮廓仪配备的光学非接触式轮廓仪传感器可以作为一个可靠的在线质量控制工具有效和高效地工作。

该检测系统可以安装在生产线上，就地监测产品的表面质量。粗糙度阈值作为判断产品表面质量的可靠标准，使用户能够及时发现有缺陷的产品。提供两种检测模式，即触发模式和连续模式，以满足对不同类型产品的检测要求。

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、纤维、光学、汽车、航空航天、冶金、加工、涂层、制药、生物医学、环境和其他许多领域。

现在，让我们来谈谈你的申请

环-块磨损测试

块对环磨损评估的重要性

滑动磨损是指两种材料在负载下的接触区相互滑动而导致的材料逐渐损失。它不可避免地发生在机器和发动机运行的各种行业中，包括汽车、航空航天、石油和天然气以及许多其他行业。这种滑动运动造成严重的机械磨损和表面的材料转移，可能导致生产效率降低，机器性能下降，甚至损坏机器。

滑动磨损往往涉及接触表面发生的复杂磨损机制，如粘着磨损、二体磨损、三体磨损和疲劳磨损。材料的磨损行为受正常载荷、速度、腐蚀和润滑等工作环境的显着影响。多才多艺摩擦仪可以模拟不同的实际工作条件将是磨损评估的理想选择。
环块 (ASTM G77) 测试是一种广泛使用的技术，可评估材料在不同模拟条件下的滑动磨损行为，为特定摩擦学应用提供可靠的材料对排名。

测量目标

在这个应用中，Nanovea机械测试仪测量不锈钢SS304和铝Al6061金属合金样品的YS和UTS。样品的YS和UTS值是公认的，这表明Nanovea的压痕方法是可靠的。

Nanovea 的摩擦磨损试验机使用 Block-on-Ring 模块评估了 S-10 环上 H-30 块的滑动磨损行为。 H-30 块由硬度为 30HRC 的 01 工具钢制成，而 S-10 环由表面硬度为 58 至 63 HRC 的 4620 型钢制成，环直径约为 34.98 毫米。在干燥和润滑的环境中进行块环测试，以研究对磨损行为的影响。润滑测试是在 USP 重矿物油中进行的。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。磨损率（K）采用公式K=V/（F×s）评估，其中V为磨损体积，F为法向载荷，s为滑动距离。

结果和讨论

图 2 比较了干燥和润滑环境下环块测试的摩擦系数 (COF)。该块在干燥环境中的摩擦力明显大于润滑环境中的摩擦力。 COF
在前 50 转的磨合期间，COF 会波动，并在其余 200 转磨损测试中达到约 0.8 的恒定 COF。相比之下，在 USP 重矿物油润滑中进行的环块测试在整个 500,000 转磨损测试中始终表现出 0.09 的低 COF。该润滑剂可将表面之间的摩擦系数显着降低约 90 倍。

图3和图4显示了干磨损和润滑磨损试验后块上磨损疤痕的光学图像和截面2D轮廓。磨损轨迹量和磨损率如表2所示。在较低转速72 rpm、200转的干磨损试验下，钢块表现出9.45 mm˙的大磨损疤痕体积。相比之下，在矿物油润滑剂中以197转/分钟、50转的更高转速进行的磨损试验，产生的磨损轨迹体积很小，为0.03 mm˙。

ÿgure 3中的图像显示在干燥条件下的试验中发生了严重磨损，而润滑磨损试验中则发生了轻微磨损。干磨损试验过程中产生的高温和强烈振动促进了金属碎片的氧化，导致严重的三体磨损。在润滑测试中，矿物油减少摩擦，冷却接触表面，并将磨损过程中产生的磨料碎片运输掉。这导致磨损率降低了signiÿcant ~8×10。在不同的环境中耐磨性的这种巨大差异表明了在实际使用条件下进行适当滑动磨损模拟的重要性。

当试验条件发生微小变化时，磨损行为可能发生剧烈变化。Nanovea的摩擦计的多功能性允许在高温、润滑和摩擦腐蚀条件下进行磨损测量。精确的速度和位置控制的先进电机使磨损测试执行的速度从0.001到5000 rpm，使其成为研究/测试实验室的理想工具，以调查磨损在不同的摩擦学条件。

用Nanovea的非接触光学proÿlometer检测样品的表面状况。图5显示了磨损试验后环的表面形貌。为了更好地呈现滑动磨损过程中产生的表面形貌和粗糙度，去掉了圆柱形。Signiÿcant在200转的干磨损试验中，由于三体磨损过程发生了表面粗糙化。干磨损试验后的块体和环体的粗糙度Ra分别为14.1和18.1 μ m，而在较高速度下进行50万转长期润滑磨损试验后的粗糙度Ra分别为5.7和9.1 μ m。该试验证明了活塞环-气缸接触处适当润滑的重要性。严重的磨损会迅速损坏没有润滑的接触面，导致使用质量不可逆的恶化，甚至导致发动机损坏。

结论

在本研究中，我们展示了如何使用 Nanovea 的摩擦计来评估钢金属对的滑动磨损行为，并使用遵循 ASTM G77 标准的环上块模块。润滑剂在材料对的磨损性能中起着至关重要的作用。矿物油可将 H-30 块的磨损率降低约 8×10ˆ 倍，将 COF 降低约 90 倍。 Nanovea 摩擦计的多功能性使其成为测量各种润滑、高温和摩擦腐蚀条件下磨损行为的理想工具。

Nanovea 的摩擦试验机使用符合 ISO 和 ASTM 的旋转和线性模式提供精确且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、润滑和摩擦腐蚀模块。 Nanovea 无与伦比的系列是确定薄或厚、软或硬涂层、薄膜和基材的全方位摩擦学特性的理想解决方案。

现在，让我们来谈谈你的申请

使用三维轮廓测量法的复合材料分析

非接触式轮廓测量法对复合材料的重要性

尽量减少缺陷是至关重要的，这样复合材料在加固应用中才会尽可能的强大。作为一种各向异性的材料，关键是编织方向的一致性，以保持高性能的可预测性。复合材料是强度与重量比最高的材料之一，在某些情况下，它比钢更强。重要的是要限制复合材料的表面暴露面积，以减少化学脆弱性和热膨胀效应。轮廓测量法的表面检测对于复合材料的质量控制生产至关重要，以确保在长期使用中的强大性能。

纳诺维亚的 3D 非接触式轮廓仪与其他表面测量技术（例如接触式探针或干涉测量法）不同。我们的轮廓仪使用轴向色差来测量几乎任何表面，开放式样品台允许测量任何尺寸的样品，无需准备。在表面轮廓测量过程中获得纳米到宏观测量，样品反射率或吸收的影响为零。我们的轮廓仪可以轻松测量任何材料：透明、不透明、镜面、漫射、抛光和粗糙，具有无需软件操作即可测量高表面角度的先进能力。非接触式轮廓仪技术提供了理想且用户友好的功能，可最大限度地进行复合材料表面研究；以及 2D 和 3D 组合功能的优势。

测量目标

本应用中使用的Nanovea HS2000L轮廓仪测量了两个编织的碳纤维复合材料的表面。表面粗糙度、编织长度、各向同性、分形分析和其他表面参数被用来描述复合材料的特征。测量的区域是随机选择的，并假定足够大，可以使用Nanovea强大的表面分析软件比较属性值。