中國粉體網(wǎng)訊 大多數(shù)人對(duì)于陶瓷的第一印象就是櫥窗里陳列的各種工藝陶瓷，和大多數(shù)人一樣，小編在之前對(duì)于陶瓷的直觀感受就是它表面光滑，顏色釉麗，但工作以后才發(fā)現(xiàn)，自己真得是井底之蛙。陶瓷根據(jù)使用面的不同可以分為傳統(tǒng)陶瓷和先進(jìn)陶瓷，若按照原料來分，又可以分為氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷等。下面我們先對(duì)陶瓷的分類進(jìn)行簡單的介紹，然后再來一起了解先進(jìn)陶瓷的表面形貌測量技術(shù)儀器。
陶瓷的分類
傳統(tǒng)（普通）陶瓷與先進(jìn)（特種）陶瓷的對(duì)比
此表來源：新材料在線
從此表中我們能夠非常直觀的看出傳統(tǒng)陶瓷與先進(jìn)陶瓷的區(qū)別，以便我們更好地對(duì)應(yīng)其下游市場，傳統(tǒng)陶瓷的應(yīng)用接近我們?nèi)粘Ｉ�，而先進(jìn)陶瓷則偏向高科技領(lǐng)域，二者各領(lǐng)風(fēng)騷。
先進(jìn)陶瓷按其特征分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。
先進(jìn)陶瓷通常是指采用高純度、超細(xì)人工合成或精選的無機(jī)化合物為原料，具有精確的化學(xué)組成，精密的制造加工技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并具有優(yōu)異特性的陶瓷。先進(jìn)陶瓷分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。
結(jié)構(gòu)陶瓷是指能作為工程結(jié)構(gòu)材料使用的陶瓷，其特點(diǎn)是高強(qiáng)度、高硬度、高彈性模量、耐高溫、耐磨損、抗熱震；
功能陶瓷是指具有電、磁、光、聲、超導(dǎo)、化學(xué)、生物等特性，且具有相互轉(zhuǎn)化功能的一類陶瓷。
先進(jìn)陶瓷材料由于其化學(xué)鍵主要是共價(jià)鍵、離子鍵以及它們的混合鍵，所以其具有高硬度、高耐磨性、耐腐蝕、耐高溫、低導(dǎo)熱性、低導(dǎo)電性等優(yōu)良的物理和化學(xué)特性，因此被廣泛的用于光電子信息、微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)、機(jī)械、汽車和航空航天等領(lǐng)域。典型的例子有陶瓷球軸承、陶瓷刀具、高壓陶瓷變壓器、生物陶瓷人工骨、陶瓷氣缸套、燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片、陶瓷活塞等。
目前，先進(jìn)陶瓷磨削表面的評(píng)價(jià)仍然沿用傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)金屬的粗糙度指標(biāo)。但是，同樣粗糙度值的金屬表面和先進(jìn)陶瓷表面相差很大。這種差異性主要是由于先進(jìn)陶瓷屬于硬脆材料，加工過程中容易出現(xiàn)裂紋、破碎、劃痕等損傷造成的。此外，機(jī)加工表面形貌對(duì)零件的使役性能和配合都有顯著的影響，典型的如密封、潤滑、抗疲勞性及摩擦磨損等。因此，尋找一種適合先進(jìn)陶瓷表面形貌表征的方法迫在眉睫。
如：在機(jī)械行業(yè)中，加工的表面形貌特征，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的接觸剛度、接觸強(qiáng)度、摩擦磨損、配合性質(zhì)，以及傳動(dòng)精度都有很大的影響，從而影響到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、工作精度、使用壽命及震動(dòng)性等；在航空航天制造業(yè)中，光學(xué)元件的表面形貌，即使只有很小的一點(diǎn)微觀凹凸不平，也會(huì)引起光的散射而使光系統(tǒng)的性能變差，從而影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。
Ra=0.4um的金屬（左）和氧化鋯（右）的電子顯微鏡圖
表面形貌測量技術(shù)的發(fā)展
20世紀(jì)初期，加工表面質(zhì)量的檢測是靠人的視覺和觸覺來實(shí)現(xiàn)。
1929年，德國學(xué)者施馬爾茨利用光學(xué)放大原理制造出了第一臺(tái)表面輪廓測量儀。能垂直放大到200倍。
1936年，艾博特制造出了第一臺(tái)車間用的測量表面粗糙度的儀器。
現(xiàn)在測量儀器已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，以下是按照測量方式的不同將目前測量儀器進(jìn)行介紹。
（1）接觸式輪廓儀
接觸式輪廓儀是一種比較傳統(tǒng)的測量方式，該方法是通過測量儀器與被測表面之間的移動(dòng)進(jìn)行測量，通過測量可以獲得某一截面原始輪廓形狀的數(shù)據(jù)，然后利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行數(shù)字濾波，并計(jì)算相應(yīng)的評(píng)價(jià)參數(shù)。
優(yōu)點(diǎn)：操作方法簡單、直觀性強(qiáng)，在表面測量中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。而且被國家學(xué)者一致認(rèn)為是二維粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)測量方法。
掃描探針顯微鏡
最典型的是掃描隧道顯微鏡（STM）和原子力顯微鏡（AFM）。兩種都可以實(shí)現(xiàn)納米或者超納米的垂直分辨率。STM原子級(jí)水平的探針在密度尺度內(nèi)對(duì)被測表面進(jìn)行掃描。
（2）非接觸式測量儀
20世界50年代，光學(xué)技術(shù)被引入到表面形貌測量中，實(shí)現(xiàn)了非接觸式測量。
優(yōu)點(diǎn)：測量技術(shù)具有快速、非破壞性、可在線測量的特征，因此被廣泛用在表面測量中。
按照測量原理的不同可以將此類測量技術(shù)分為：基于光學(xué)散射原理的測量技術(shù)、基于光學(xué)干涉原理的測量技術(shù)和基于圖像處理技術(shù)的測量技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：先進(jìn)陶瓷磨削表面損傷特征及表面功能評(píng)定方法研究
