一种表面附着层厚度测量方法及样块技术

本发明专利技术涉及金相加工技术领域，公开了一种表面附着层厚度测量方法及样块，该方法包括：将待测试样与参照样通过镶料进行镶嵌，形成样块；将样块依次进行研磨处理与抛光处理；采集处理后的样块的表面图像；测量表面图像中参照样的第一长度，第一长度为参照样的横截面上的最长第一截线的长度；确定表面图像中，与第一截线平行，且位于待测试样上的最长第二截线；在最长第二截线上，测量待测试样的附着层厚度测量值；获取参照样的第一直径；基于第一直径、第一长度、附着层厚度测量值，计算附着层厚度真实值。采用本发明专利技术提供的测量方法，无论研磨和抛光后试样观察面沿哪个方向倾斜，都能够根据测得的附着层厚度测量值精确计算出附着层厚度真实值。厚度真实值。厚度真实值。

【技术实现步骤摘要】
一种表面附着层厚度测量方法及样块


[0001]本专利技术涉及金相测量
，具体涉及一种表面附着层厚度测量方法及样块。

技术介绍

[0002]在设备或部件制造时为了提高材料的服役性能，通常会对部件表面进行防护涂层等表面处理。而精确测量试样表面氧化膜、腐蚀产物、涂层等附着层的厚度对于分析设备的服役状态、氧化腐蚀规律、涂层性能等方面至关重要。
[0003]材料表面的氧化膜、腐蚀产物、涂层的厚度的常规测量方法是将试样做横截面，之后通过金相显微镜测量表面附着层的厚度。但在制作金相试样过程中，需要对试样进行研磨、抛光，研磨、抛光过程中受人为因素干扰比较大，会发生金相研磨和抛光的观察面不平整或出现多个斜面的情况。金相观察面不平整或出现多个斜面时，在采用倒置式或正置式光学显微镜或电子显微镜观察和测量时会导致样品表面附着层的测量数据与真实数据有较大偏差，测量精准度较低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种表面附着层厚度测量方法及样块，以解决现有技术中测量出的表面附着物厚度存在偏差的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种表面附着层厚度测量方法，包括：将待测试样与参照样通过镶料进行镶嵌，形成样块，其中，待测试样的横截面与参照样的横截面布置于同一水平面，待测试样与参照样为圆状或环状；将样块依次进行研磨处理与抛光处理；采集处理后的样块的表面图像，表面图像包括待测试样的横截面与参照样的横截面，表面图像为垂直于抛光面拍摄的图像；测量表面图像中参照样的第一长度，第一长度为参照样的横截面上的最长第一截线的长度；确定表面图像中，与第一截线平行，且位于待测试样上的最长第二截线；在最长第二截线上，测量待测试样的附着层厚度测量值；获取参照样的第一直径；基于第一直径、第一长度、附着层厚度测量值，计算附着层厚度真实值。
[0006]将需要测量待测试样与参照样横截面平行布置于同一平面，之后采用热镶或冷镶方式做成镶样，经研磨、抛光后再光学显微镜下进行观察。无论研磨和抛光后试样观察面沿哪个方向倾斜，都能够根据测得的附着层厚度测量值精确计算出附着层厚度真实值，不仅计算精度高，而且测量方便。
[0007]在一种可选的实施方式中，基于第一直径、第一长度、附着层厚度测量值，计算附着层厚度真实值，包括：基于第一直径、第一长度，计算横截面与水平面之间的倾斜角；
基于倾斜角、附着层厚度测量值，计算附着层厚度真实值。
[0008]无论研磨和抛光后试样观察面沿哪个方向倾斜，都能通过测量参照样的尺寸计算观察面的倾斜角度，进而可以根据观察面的倾斜角度和测得的附着层厚度测量值精确计算出附着层厚度真实值。
[0009]在一种可选的实施方式中，参照样为多个，且每个参照样的第一直径不同，方法还包括：基于所有参照样的第一直径，计算第一直径平均值；基于所有参照样的第一长度，计算第一长度平均值；基于每个参照样对应的第一直径、每个参照样对应的第一长度、第一直径平均值、第一长度平均值，计算出预先建立的偏差函数模型中的偏差系数和偏差因子，得到偏差函数，偏差系数和偏差因子为偏差函数中的固定参数；根据表面图像，确定待测试样上的附着层厚度测量值；将附着层厚度测量值，代入偏差函数，计算附着层厚度真实值。
[0010]将多个参照样与待测试样一起镶嵌、研磨，进而可以根据多个参照样的测量值与真实值建立偏差函数。在确定附着层厚度真实值时，可以直接利用测量得到的附着层厚度测量值代入偏差函数，即可以获得附着层厚度真实值。
[0011]在一种可选的实施方式中，通过以下公式计算偏差因子：；
[0012]通过以下公式计算偏差系数：；
[0013]其中，a为偏差系数、b为偏差因子、D为第一直径、Dn为第n个参照样的第一直径、P为第一长度、Pn为第n个参照样的第一长度、为第一直径平均值、为第一长度平均值、n为参照样总个数、i表示第i个参照样。
[0014]在一种可选的实施方式中，附着层厚度测量值为样块抛光面上待测试样多个位置一一对应的多个附着层厚度测量值，将附着层厚度测量值，代入偏差函数，计算附着层厚度真实值，包括：将多个附着层厚度测量值分别代入到偏差函数，计算得到多个附着层厚度真实值；对计算得到的多个附着层厚度真实值的平均值，作为最终的附着层厚度真实值。
[0015]为了进一步提高获得的附着层厚度真实值的准确性，可以测量样块抛光面上待测试样的附着层的多个位置，获得多个附着层厚度测量值。并分别代入偏差函数，计算得到多个附着层厚度真实值，进而将多个附着层厚度真实值的平均值，作为附着层厚度真实值。
[0016]在一种可选的实施方式中，参照样为多个，且每个参照样的第一直径不同，获取参照样的第一直径之后，还包括：基于第一直径、第一长度，计算与每一个参照样一一对应的补偿因子；基于所有补偿因子，计算补偿因子平均值；
基于每个参照样对应的补偿因子、补偿因子平均值、参照样的数量，计算离散系数；利用离散系数、附着层厚度测量值，确定附着层厚度真实值的波动范围。
[0017]在计算出附着层厚度真实值的值后，还可以进一步根据离散系数，确定附着层厚度真实值的波动范围，为后续试验提供参考依据。
[0018]在一种可选的实施方式中，通过以下公式计算补偿因子；；
[0019]其中，αi为第i个参照样的补偿因子、为补偿因子平均值、n为参照样的总数量。
[0020]在一种可选的实施方式中，测量方法还包括：确定表面图像中，与第一截线垂直，且位于待测试样上的最长第三截线；在最长第二截线上，测量待测试样的附着层宽度，将附着层宽度作为附着层厚度真实值。
[0021]在一种可选的实施方式中，参照样的第一直径大于附着层厚度。
[0022]第二方面，本专利技术提供了一种表面附着层厚度测量样块，用于上述的测量方法，样块包括：待测试样、参照样；待测试样的横截面与参照样的横截面布置于同一水平面，且待测试样与参照样通过镶料进行镶嵌；待测试样与参照样为圆状或环状。
[0023]本专利技术提供的样块，无论研磨和抛光后试样观察面沿哪个方向倾斜，都能通过测量参照样的尺寸计算观察面的倾斜角度，可以根据观察面的倾斜角度和测得的附着层厚度测量值精确计算出附着层厚度真实值。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是根据本专利技术实施例的一种表面附着层厚度测量方法的流程示意图；图2是根据本专利技术实施例的样块的结构示意图；图3是根据本专利技术实施例的处理后样块的结构示意图；图4是根据本专利技术实施例的表面图像上的测量示意图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面附着层厚度测量方法，其特征在于，所述方法包括：将待测试样与参照样通过镶料进行镶嵌，形成样块，其中，所述待测试样的横截面与所述参照样的横截面布置于同一水平面，所述待测试样与所述参照样为圆状或环状；将所述样块依次进行研磨处理与抛光处理；采集处理后的所述样块的表面图像，所述表面图像包括所述待测试样的横截面与所述参照样的横截面，所述表面图像为垂直于抛光面拍摄的图像；测量所述表面图像中所述参照样的第一长度，所述第一长度为所述参照样的横截面上的最长第一截线的长度；确定所述表面图像中，与所述第一截线平行，且位于所述待测试样上的最长第二截线；在所述最长第二截线上，测量所述待测试样的附着层厚度测量值；获取所述参照样的第一直径；基于所述第一直径、所述第一长度、所述附着层厚度测量值，计算附着层厚度真实值；所述参照样为多个，且每个所述参照样的所述第一直径不同，所述方法还包括：基于所有所述参照样的所述第一直径，计算第一直径平均值；基于所有所述参照样的所述第一长度，计算第一长度平均值；基于每个所述参照样对应的所述第一直径、每个所述参照样对应的所述第一长度、所述第一直径平均值、所述第一长度平均值，计算出预先建立的偏差函数模型中的偏差系数和偏差因子，得到偏差函数，所述偏差系数和所述偏差因子为所述偏差函数中的固定参数；根据所述表面图像，确定所述待测试样上的附着层厚度测量值；将所述附着层厚度测量值，代入所述偏差函数，计算所述附着层厚度真实值。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述第一直径、所述第一长度、所述附着层厚度测量值，计算附着层厚度真实值，包括：基于所述第一直径、所述第一长度，计算横截面与水平面之间的倾斜角；基于所述倾斜角、所述附着层厚度测量值，计算附着层厚度真实值。3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，通过以下公式计算所述偏差因子：；通过以下公式计算所述偏差系数：；其中，a为所述偏差系数、b为所述偏差因子、D为所述第一直径、D
n
为第n个所述参照样的所述第一直径、P为所述第一长度、P

【专利技术属性】
技术研发人员：张安文，余佳鹏，张骏，
申请(专利权)人：无锡华天航空动力有限公司，
类型：发明
国别省市：