基于光干涉法的砂颗粒表面粗糙度量化表征

研究表明表面粗糙度对颗粒材料排列、剪切和压缩特性都有一定影响,而目前对颗粒表面粗糙度量化描述的研究仍较缺乏。本文以商用玻璃珠(GB)和莱顿巴泽德砂(LBS)这两种不同材料为研究对象,采用光学干涉法获取颗粒表面结构,使用平均粗糙度S_a和均方根粗糙度S_q两个参数描述颗粒表面粗糙度,系统研究了取样尺寸和颗粒尺寸对粗糙度量化的影响规律。结果表明,在半对数坐标中,GB颗粒表面粗糙度均随取样尺寸增加呈近似线性增长,颗粒尺寸越小,增长速率越大;粒径较小LBS颗粒表面粗糙度与取样尺寸的关系和玻璃珠相似,而较大粒径LBS颗粒表面粗糙度先随取样尺寸增加而迅速增大,之后增长速率明显降低。同时,通过统计分析发现,较大粒径LBS颗粒表面粗糙度较低,其粒间表面粗糙度差异程度也较低,韦伯函数可以有效描述不同粒径LBS颗粒表面粗糙度的分布。