测量整个轮廓的两种方法是轮廓测量和绘图方法-粗糙度仪在维氏硬度计下观察时,工程表面无非是平滑的。它们由许多个显然不规则的尖峰和凹谷所组成。在一已知的应用场合,除了要知道那里是干的还是润滑的状态以外,决定摩擦特性重要的参数是表面的织构(surface texture)。因此在研究实际表面的相互作用以前,稍为详细地考察一下那些滑动表面的织构特征,是可取的。表面织构与摩擦力两者,从它们在特定应用中分别代表原因和结果这一意义来说,可以认为是不可分的。为了明确和简化起见,在这本书中微凸体(asperity)一词用于表示表面织构的独立的单体,而宏观粗糙度(macro—roughness)一词将用于表示这些单体的组合。一个典型微凸体(特别是在靠近它的尖峰处)的几何形状细节,将称为微观粗糙度(micro—roughness),当需要更精细的数量级时,采用分子粗糙度(molecular—roughness)这一词。在大多数的工程应用中,宏观粗糙度常用毫米为单位来测定,而微观粗糙度则用微米为单位,分子粗糙度好以埃为单位来表示。为了便于图示,纵坐标上的放大倍数是格外地加大了的。此后将会明白,当另一个表面与之接触时,这个轮廓上的尖峰与摩擦阻力的产生有关系,微凸体间的空穴,在润滑情况下起着润滑剂储存器的作用。表面织构的测量 现在,必须把测定表面织构的宏观特性和微观特性的方法加以区别,这主要视应用的场合而定。对大多数的工程和加工表面,宏观的方法已能满足要求,这些方法本质上几乎全是机械性质的。需要表面的精微细节,往往是分子粗糙度的细节。这些细节通常用光学的方法得,较常用的是干涉带图形、低能电子衍射,分子束法,和场致发射及场离子全自动精密维氏硬度计技术。 宏观的方法可概括地分为两类,看具体需要的是表面的整个轮廓还是它的一部分而定。描绘和测量整个轮廓的两种主要方法是轮廓测量法和绘图法,这将在下面两节中陈述。反之,当只需要整个轮廓的一部分时,这通常是指微凸体间的平均空穴宽度,或微凸体的锐度。
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