- •Объекты и методы инженерии поверхности.
- •Основные характеристики функциональных поверхностей.
- •Почему поверхностные слои твердых тел отличается по структуре и свойствам от объема?
- •Основные количественные параметры шероховатости поверхности по гост 2789-73.
- •Принципы устройства, преимущества и ограничения контактного и бесконтактного профилометра.
- •Способы и стадии подготовки объемных материалов и покрытий для изучения в оптическом микроскопе и электронном просвечивающем микроскопе.
- •Архитектура компьютерной системы сбора данных. Ацп и цап.
- •Векторная и растровая графика. Основные электронные форматы для данных и изображений.
- •Что такое пиксел? Как избежать искажений при увеличении электронных изображений?
- •Как рассчитать напряжения Герца при контакте твердых тел?
- •Сформулируйте определение твердости. Методы определения твердости.
- •Как определяют твердость в методе измерительного индентирования? в чем состоит метод Оливера-Фарра? Коэффициент упругого восстановления.
- •Как определяют твердость в методе Виккерса, Бринеля, Роквелла? с чем связаны ограничения классических методов определения твердости?
- •Перечислите материаловедческие задачи, решаемые с помощью метода измерительного индентирования.
- •В чем состоит метод измерительного царапания? Какие параметры определяют при измерительном царапании? Что называют критической нагрузкой?
- •Как происходит получение изображения в сканирующей зондовой микроскопии (сзм). Преимущества и ограничения сзм.
- •Перечислите способы выделения полезного сигнала при обработке сзм изображений.
- •Типы и условия формирования контраста в сканирующем зондовом микроскопе. Контактный и бесконтактный режим работы сзм.
- •Как проходит контактирование и трение соприкасающихся поверхностей. Оценка площади контакта.
- •Дайте определение изнашиванию и износу. В каких единицах измеряют износ?
- •Сформулируйте принципы создания износостойких материалов и покрытий.
- •Опишите принципы подбора контртела для трибологических испытаний.
- •От каких параметров трибологических испытаний зависят напряжения Герца пары «образец-контртело»?
- •Как определяют износ контртела и образца по схеме «стержень-диск»?
- •В каком диапазоне может меняться коэффициент трения? в каких единицах измеряют износостойкость?
- •Что включает в себя комплексное трибологическое исследование? Схема «стержень-диск» и «стержень-пластина».
- •Какие диапазоны электромагнитных волн используют для изучения функциональных поверхностей? Какие из них чувствительны для органов чувств (зрения, слуха) человека.
- •Что такое структурная составляющая? Как повысить разрешение оптического микроскопа. Формула Аббе.
Принципы устройства, преимущества и ограничения контактного и бесконтактного профилометра.
В контактных приборах в качестве щупа применяется алмазная игла, которая перемещается по определенной линии (трассе) относительно поверхности. Неровности вызывают механические колебания иглы, в результате которых формируется электрический сигнал, пропорциональный размерам неровностей. Сигналы, полученные от датчика, проходят через электронный усилитель, обработка нескольких сигналов позволяет получить усреднённый параметр шероховатости поверхности — усреднённый показатель количественно характеризует неровности поверхности в расчёте на определённую длину.
Преимущества:
Наибольшая, по сравнению с другими методами, помехоустойчивость
Наибольшая достижимая скорость сканирования
Ограничения:
Наличие артефактов, связанных с наличием латеральных сил, воздействующих на зонд со стороны поверхности
При сканировании в открытой атмосфере (на воздухе) на зонд действуют капиллярные силы, внося погрешность в определение высоты поверхности
Практически непригоден для изучения объектов с малой механической жёсткостью (органические материалы, биологические объекты)
Обеспечивает наилучшее качество сканирования поверхностей с резкими перепадами рельефа.
Бесконтактный профилометр оборудован оптической головкой, которая совместно с линейным датчиком образуют направленный луч белого света, проходящий через специальную линзу с заданной аберрацией. Отражение волны от изучаемого образца позволяет сформировать изображение. К бесконтактным методам измерения шероховатости относятся оптические (теневой проекции, светового сечения и интерференционные) и лазерные (метод сдвига частоты излучения).
Приемущества:
Широкий диапазон измерений;
Возможность анализа поверхностей, расположенных под значительным углом;
Высокое разрешение по вертикали и пространственное разрешение;
Отсутствует воздействие зонда на исследуемую поверхность
Ограничения:
Чувствителен к внешним шумам
Наименьшее латеральное разрешение (???) (Латеральное разрешение характеризуется минимальным расстоянием между двумя точками, расположенными перпендикулярно к ходу лучей.)
Низкая скорость сканирования.
Способы и стадии подготовки объемных материалов и покрытий для изучения в оптическом микроскопе и электронном просвечивающем микроскопе.
Пробоподготовка:
Подготовка поверхности шлифа
Вырезка образца
Выравнивание поверхности
Шлифование
Полирование
Размер сечения ≈ 1 см
Хотя бы одна поверхность шлифа должна быть зеркальной.
Способы приготовления образцов с покрытиями: сечение перпендикулярно покрытию, сечение параллельно покрытию, косой поперечный шлиф.
Операции проводятся таким образом, чтобы они не изменили микроструктуры поверхностных и внутренних слоев пробы.
Истинные и видимые площади частиц не равны. Они зависят от толщины образца. Поправки, учитывающие влияние толщины, аналогичны для травленной поверхности, рассматриваемой в отражающем микроскопе и для тонкой пленки, рассматриваемой в просвечивающем электронном микроскопе. Проекции частиц накладываются только в просвечиваемой пленке.