三维表面粗糙度测量方法综述

表面粗糙度测量是评估零件表面特性的重要手段。经过二十多年的发展,三维表面粗糙度逐渐成为反映工件表面特性的重要指标。本文总结并比较了多种三维表面粗糙度的测量方法及特点,根据测量过程是否接触被测表面,将三维表面粗糙度测量方法分为接触式测量法与非接触式测量法。接触式测量法主要包括触针扫描法;非接触式测量法主要包括光学法(相移干涉显微法、相干扫描干涉法、数字全息法、共聚焦显微法、共聚焦色差显微法、点自动对焦法、变焦法、激光三角法和光切法)和电镜法(扫描电子显微法、扫描隧道显微法、扫描近场光学显微法和原子力显微法)。针对每种测量方法的发展现状,本文讨论了其适用范围及局限性,并指出未来的发展方向。     

基于巴克豪森效应预测烧伤齿轮显微组织的变化

齿轮是机械传动的关键零部件,齿轮的磨削烧伤会影响其传动的稳定性和疲劳寿命。通过材料中马氏体含量的变化判定齿轮的烧伤程度,利用磁巴克豪森噪声检测装置对激光模拟烧伤齿轮进行测试,采集烧伤齿面的巴克豪森噪声信号;通过巴克豪森噪声信号的包络与切向磁场的关系曲线提取特征值(包括峰值,峰值位置,半峰宽),利用自适应模糊神经网络进行训练,建立材料马氏体含量的预测模型。试验结果表明,该方法具有检测和表征微观金相组织中马氏体深度的能力,同时可以避免激励频率对巴克豪森噪声信号输出的影响。通过拟合优度参数R~2=0.964 1和均方根误差R_(MSE)=16.981 7进一步验证了自适应模糊神经网络模型具有较高的准确性,可用于预测齿轮烧伤的程度。     

SDBS对铜-水脉动热管启动及传热性能影响

脉动热管工质气泡的产生、脉动、分裂、合并是脉动热管运行特性的重要影响因素。而表面张力是气泡产生、脉动、分裂、合并运行规律的重要影响参数。以表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS)为溶质,以去离子水为基液,配制了质量分数为0.001%、0.005%和0.009%的3种溶液。测试发现表面活性剂的添加对水的表面张力改变较大,浓度为0.005%时表面张力降低了42.2%,而对水的比热容、密度、黏度影响较小。在自行设计搭建的脉动热管传热性能实验台上,对比实验测试了在不同浓度、不同加热功率下表面张力对脉动热管启动及传热性能的影响规律。研究结果发现:表面活性剂可以减小脉动热管启动时间,在低加热功率条件下(≤90 W),0.001% SDBS水溶液的启动时间最快,最快比水快了11.2%;而在大功率加热条件下,SDBS的添加对启动时间影响较小。而且表面活性剂可以改变脉动热管传热性能,使其热阻出现不同程度的减小。     

表面张力对自由落体液滴形变的影响

液滴运动过程中的形状变化对液滴的蒸发、燃烧等过程有重要影响,表面张力是影响其形状变化的因素之一。为研究表面张力对液滴形变的影响规律,采用低浓度的表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠SDBS)配制表面张力为30~72mN·m^-1的水溶液。利用不同外径的针管得到3~5mm粒径的液滴。高速摄像机(PhantomV211,1000pps,800×600pixel)对这些液滴在自由落体过程中的形变规律进行了可视化实验研究,得到了关于Eötvös数(Eo)的半经验关系式。实验结果表明,液滴在自由落体过程中会形成周期性振动形变,振动周期和振幅随表面张力增大而减小。进一步研究发现,初始时液滴形成并断裂所引起的瞬态冲量使液滴内部动量传递进而表现出周期性振动形变。     

三维表面粗糙度的表征和应用

表面粗糙度会直接影响零部件的耐磨性、密封性以及抗腐蚀性等,是评定机械加工和产品质量的重要指标。现代科技水平的不断提高对零件表面性能的要求也日益严苛。传统的二维表面粗糙度的测量和表征已经不再能够满足技术发展的要求,三维表面粗糙度由于能够更加全面、真实地反映工件表面的状态而受到人们的重视,成为研究热点。本文回顾了三维表面粗糙度的发展历史,系统地介绍了三维表面粗糙度参数及标准的发展现状,分析了表面形貌与功能特性的联系,概述了三维粗糙度参数在制造业、生物医疗、摩擦学与材料科学等领域的广泛应用,并进一步指出了三维表面粗糙度表征和应用的发展方向。未来随着相关研究(比如,三维测量的溯源性、重复性、参数表征体系等问题)的深入以及三维表面测量手段的发展,三维表面粗糙度参数也将不断完善和推广,并更多地与实际功能相结合来预测并指导生产,确保工件的表面质量。     

全谷物中功能成分调控脂肪产热的研究进展（网络首发、推荐阅读）

褐色脂肪组织（brown adipose tissue,BAT）是重要的能量代谢组织,不同于白色脂肪组织（white adipose tissue,WAT）的能量储存功能,BAT具有显著的产热能力,是消耗能量的脂肪组织,此外,在特定条件下,WAT会向BAT表型转变,形成米色脂肪细胞,同样可以消耗能量,因此,产热脂肪是治疗肥胖及相关疾病的有效靶标。许多食物成分可提高产热脂肪功能,全谷物中含有的酚酸、花色苷、膳食纤维、类胡萝卜素、植酸、芦丁等成分,目前已被报道能够促进脂肪组织的产热能力。介绍产热脂肪细胞的基本功能特征和主要调节因素,总结全谷物功能成分通过调节产热脂肪细胞功能影响能量代谢的研究进展,为全谷物膳食调节肥胖和全谷物功能食品的进一步开发提供依据。