实验三 表面粗糙度测量

1、实验：利用原子力显微镜测量半导体薄膜表面的粗糙度实验目的1、学习和了解原子力显微镜的原理和结构；2、学习掌握原子力显微镜的操作和调试过程，并以之来观察半导体样品的表面形貌；3、学习用计算机软件处理原始数据图象。实验仪器本原 CSCM4000 型扫描探针显微镜，原子力探针等实验原理一、原子力显微镜原子力显微镜(Atomic Force Microscopy, AFM)是由 IBM 公司的 Binnig 与史丹佛大学的 Quate 于一九八五年所发明的，其目的是为了使非导体也可以采用扫描探针显微镜（SPM）进行观测。原子力显微镜（AFM）与扫描隧道显微镜（STM）最大的。

2、2018/12/12,中国地质大学机械与电子信息学院,第五章 表面粗糙度,机械零件表面精度所研究和描述的对象是零件的表面形貌特 性。机械加工或是用其他方法获得的表面，存在着微观几何形状 误差。表面粗糙度对机器零件的摩擦磨损、配合性质、耐腐蚀性、 疲劳强度及结合密封性等都有很大的影响。5.1概述5.2表面粗糙度的评定5.3表面粗糙度的选择及其标注5.4表面粗糙度的测量,2018/12/12,中国地质大学机械与电子信息学院,基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的评 定评定参数、选用、标注及测量。重点内容：表面粗糙度的评定、选用及在。

3、电容式传感器测量表面粗糙度,XXXXXX班,表面粗糙度的概念,机械加工或者其他方法获得的零件表面，微观上总会存在较小间距的峰谷痕迹，表面粗糙度就是表述这些峰谷高低程度和间距状况的微观几何形状特性的指标。,表面粗糙度示意图,基本术语,1.实际轮廓（表面轮廓）实际轮廓是指平面与实际表面相交所得的轮廓线。,实际轮廓,基本术语,2.取样长度lr 取样长度是指用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。标准规定取样长度按表面粗糙程度合理取值，通常应包含至少5个轮廓峰和轮廓谷。,3.评定长度ln 评定长度是指评定轮廓表面粗糙度所必需的。

4、42 表面粗糙度的测量方法,主要内容：1、光切法量表面粗糙度2、干涉显微镜测量表面粗糙度 3、触针法测量表面粗糙度 电感轮廓仪激光干涉式轮廓仪压电式轮廓仪 重点：光切显微镜的原理和定度,任务：表面粗糙度的测量,测量对象和被测量 问题1：工件特点？（大小、轻重、材料） 问题2：测哪里的粗糙度？ （内、外表面；平面、柱面、球面、齿面、牙型面） 问题3：测量有什么特点？ 问题4：与长度、角度测量有何不同？,测量单位和标准量长度单位-um 表面粗糙度样板 光波波长 电压、电流标准,测量方法测量方案设计 测量方法 测量仪器 接触形式、定。

5、,第3章 表面精度（表面粗糙度）,教学目的：掌握表面粗糙度的评定参数和标注，为合 理选用表面粗糙度打下基础。 教学要求： 1、从微观几何误差的角度理解表面粗糙度的概念 2、了解表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 3、理解规定取样长度及评定长度的目的及基准线的作用 4、掌握表面粗糙度的高度参数及其检测手段 5、掌握表面粗糙度参数和参数值的选用原则和方法。 6、熟练掌握表面粗糙度技术要求在零件图上标注的方法 教学重点：4、5、6、 教学难点：4、5、,3.1 概述,表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷的一种微观几何形。

6、7.3.1 用光切显微镜测量表面粗糙度实验报告姓名 学号 班级 日期 年 月 日同组人 上课时间 .名 称 测量范围 (m) 目镜放大倍数 物镜放大倍数 测微目镜分度值 i(m)仪器名 称 RZ 的目估值 (m) 取样长度 lr(mm) 评定长度 ln(mm) RZ 的允许值 (m)被测零件测量数据记录序号 lr1 lr2 lr3 lr4 lr5h1h2h3h4五个最高点（峰）值（格）h5最高点（峰）值（格） hmaxh6h7h8h9五个最低点（峰）值（格）h10最低点（峰）值（格） hminRZ1 RZ2 RZ3 RZ4 RZ5RZ=| hmax - hmin |测量结果 平均值 Z=i Zi（格）= mR 结论 理由成绩 指导教师签名 .日 期 .。

7、第3章 表面粗糙度及测量,目的要求：通过本章的学习掌握表面粗糙度的标注及计算方法，理解与尺寸和形位精度的相互关系。 重点：1、表面粗糙度的幅度特征参数的意义及计算方法；2、表面粗糙度评定参数的选择； 3、表面粗糙度的符号及标注方法； 难点：表面粗糙度的检测,3.1 概述,一、表面粗糙度的概念1、表面粗糙度轮廓：指加工表面上具有的较小间距和峰、谷所组成的微观几何形状误差.,粗糙度：10mm,波距（波形起伏间距）,2、表面粗糙度轮廓形成的原因：1）加工过程中的刀痕2）切屑分离时的塑性变形3）刀具与已加工表面间的摩擦4）工艺系统。

8、第四章 表面粗糙度及测量,4. 1表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 4. 2表面粗糙度的国家标准 4. 3表面粗糙度的选用 4. 4表面粗糙度的符号、代号及图样标注 4. 5表面粗糙度的检测,下一页,在机械加工过程中，由于刀具或砂轮切削后遗留的刀痕、切削过程中切屑分离时的塑性变形以及机床的振动等原因，会使被加工零件的表面产生微小的峰谷。这些微小峰谷的高低程度和间距状况构成了零件的微观几何形状特征，用表面粗糙度来表征。它是一种微观几何形状误差，也称微观不平度。表面粗糙度数值越小，则表面越光滑。表面粗糙度与形状误差和表面波度。

9、经过机械加工或用其他加工方法获得的零件 表面，由于加工过程中的塑性变形、机床的高频 振动以及刀具在加工表面留下的切削痕迹等原 因，零件的表面不可能是绝对光洁的。在零件加 工表面存在几何形状误差，其中一种是由较小间 距和微小峰谷形成的微观几何形状误差，即表面 粗糙度。表面粗糙度值越小，零件表面越光洁。,第一节 概 述,一、表面粗糙度形成,第四章 表面粗糙度与测量,零件加工表面形成的几何形状误差除表面粗糙度外，还有形状误差（宏观几何形状误差）和表面波度,表面波度：指加工表面周期性出现的不均匀性。波峰之间或波谷之间。

10、表面粗糙度的测量,主要内容：1、主要术语及定义取样长度L评定长度L轮廓中线m2、6个评定参数3个基本、3个附加3、一般规定 重点： 3个基本评定参数,一主要术语及定义 1实际轮廓：平面与实际表面相交所得的轮廓线。按照相截方向的不同，它又可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。在评定或测量表面粗糙度时，除非特别指明，通常均指横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。,横向实际轮廓图,实际轮廓图,2取样长度l：用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。 量取方向：它在轮廓总的走向上。 目的：限制和削弱表面波度对。

11、5 1 概述,一、定义：微观几何形状误差即微小的峰谷高低程度叫表面粗糙度。,二、表面粗糙度形成的原因：1）加工过程中的刀痕2）切屑分离时的塑性变形3）刀具与已加工表面间的摩擦4）工艺系统的高频振动,三、表面粗糙度对零件使用性能的影响1、对摩擦和磨损的影响：表面粗糙度大 磨损大 寿命低2、对配合性质的影响：表面粗糙度影响配合性质的稳定性3、对疲劳强度的影响：表面越粗糙，疲劳强度越低4、对接触刚度的影响：表面越粗糙，接触刚度越低5、对耐腐蚀性能的影响：粗糙的表面易造成表面锈蚀,5 2 表面粗糙度的评定基 础和国家标准,一、。

12、表面粗糙度及量測,目錄,一,表面質量 二, 加工方式與表面粗糙度及成本 三,切斷長度/標準長度/評估長度 四,表面粗糙度參數 五, 表示符號 六, 表面粗糙度之量測方法,表面质量的特性是零件最重要的特性之一，在 计量科学中表面质量的检测具有重要的地位。 不同用途之產品會有不同表面粗糙度的需求。,引言,較低的光潔度對于盡快加工零件和盡量減少輔助工作量有明顯的經濟效益。何況在某些用途中一定的粗糙性可以提高零件的功能有些零件甚至明確規定了最大和最小粗糙度的值。舉例來說具有一定粗糙度的表面常常可以增加漆層或其它涂敷層的黏附性。

13、4-0 表面形貌的基本概念,4-2 表面轮廓的非接触测量,4-3 纳米表面形貌分析,4-1 表面粗糙度的常规测量,4-4 膜层厚度的测量,第四章 表面粗糙度及表面微观形貌测量,4-0 表面形貌的基本概念,一、表面形貌的组成,表面粗糙度：零件表面所具有的微观高低不平。,10mm,=110,<1mm,10mm 属于形状误差,=110 属于表面波度,<1mm 属于表面粗糙度,4-0 表面形。

14、项目四 表面粗糙度测量,任务的提出,任务,一、概述,1、表面粗糙度概念：,微小的峰谷高低程度及间距状况,波距,h波高,/h1000宏观,/h =401000波度误差, / h 40微观,资讯,2、表面粗糙度对零件使用性能的影响,1）对摩擦和磨损的影响,两相对表面运动时，磨损越快。,表面越粗糙，f,2）对配合性质的影响：,如果是间隙配合，磨损后，间隙增大； 如果是过盈配合，由于峰值的存在，压入后，过盈量不足。,3）对疲劳强度的影响：,表面越粗糙，凹谷越深，应力集中越 严重，容易产生疲劳破坏。,4）对接触刚度的影响：,表面越粗糙，峰值越大，实际接触面 小。

15、表面粗糙度测量实验报告1、实验目的与意义1.了解表面粗糙度的测量原理、常用方法以及需要测定的参量2.学习掌握 TR240 手持式粗糙仪的使用方法3.测定待测物件的轮廓算数平均偏差 Ra，微观不平度十点平均高度 Rz，轮廓最大高度 Ry 等参量2、实验设备本实验用到的实验设备有千分表，表面粗糙度仪3、实验内容简述1.表面粗糙度的参数的定义：金属、木材，塑料等加工部件，由于在加工过程中受到机床的状态、切削刀具的几何精度、树种、木材含水率等因素的影响，在加工表面上形成的由较小间距和峰谷组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。木材。

16、第3章 表面粗糙度和测量,3.1 概述3.2 表面粗糙度国家标准3.3 表面粗糙度的选用及标注3.4 表面粗糙度检验,3.1 概述3.1.1 表面粗糙度的概念机械加工或者其他方法获得的零件表面，微观上总会存在较小间距的峰谷痕迹，表面粗糙度就是表述这些峰谷高低程度和间距状况的微观几何形状特性的指标。,图3-1 表面粗糙度示意图,3.1.2 表面粗糙度对零件使用性能的影响1.摩擦和磨损方面2.配合性质方面3.疲劳强度方面4.耐腐蚀性方面5.接触刚度方面,此外，表面粗糙度还影响结合面的密封性，影响产品的外观和表面涂层的质量等。综上所述，为保证零件的使用。

17、第四章 表面粗糙度测量,概述,表面粗糙度的概念机械加工后的工件表面，总会留下刀刃或砂轮的加工痕迹。这些痕迹都是由许多微小的、高低不平的峰谷组成。表面粗糙度就是指加工表面上具有的较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，即表面微观的不平度，,表面粗糙度对机械零件使用性能的影响,1对耐磨性的影响 2对配合性质的影响1）对间隙配合的影响2）对过盈配合的影响3）对抗疲劳强度的影响4）对耐蚀性的影响,表面粗糙度的评定参数,1、轮廓算术平均偏差Ra 2、微观不平度十点高度Rz 3、轮廓最大高度Ry,表面粗糙度的测量,表面粗糙度测量时的。

18、实验三 表面粗糙度测量,实验31用双管显微镜测量表面粗糙度一实验目的1.了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理方法。2.加深对轮廓最大高度Rz的理解。二实验内容用双管显微镜测量表面粗糙度的Rz值。,三测量原理,参看图1，轮廓最大高度Rz 是指。