[发明专利]一种材料表面粗糙度的确定方法及系统

说明书

本发明涉及一种材料表面粗糙度的确定方法及系统。该方法包括获取材料集合；利用扫描电子显微镜对所述材料集合中的材料进行扫描，确定二次电子像集合；对所述二次电子像集合进行灰度处理，得到灰度图像集合；根据灰度图像集合每一灰度图像对应的灰度值与对应的表面粗糙度确定灰度值与表面粗糙度的对应关系曲线；获取待确定的材料；利用扫描电子显微镜对待确定的材料进行扫描，确定二次电子像；并对二次电子像进行灰度处理；根据灰度处理后的二次电子像的灰度值以及灰度值与表面粗糙度的对应关系曲线确定待确定的材料的表面粗糙度。本发明在真空条件下进行非接触式测量，样品不易受污染且无损伤，并具有易精确控制、工艺简单的优点。

技术领域

本发明涉及表面粗糙度领域，特别是涉及一种材料表面粗糙度的确定方法及系统。

背景技术

表面粗糙度参数是对表面空间特征和功能特性的量化反映，在产品设计和制造中有着重要的作用。表面形貌的测量和表征在工业中起到桥梁的作用：一方面连接生产环节，帮助控制加工工艺生产出合格的产品；另一方面连接应用环节，量化表达产品具有的实际功能，评价产品使用性能的优劣。

三维表面粗糙度的测量方法有很多，一般根据测量仪器是否与被测表面接触分为接触式测量和非接触式测量两大类。

接触式测量法是采用触针沿样品表面着轻轻划过，通过被测表面的高低起伏来表征样品表面粗糙度，该方法操作简单、通用性强，但触针容易损伤表面，并且其几何形状都会对测量结果的准确性产生很大影响。

非接触式测量主要以光学法测量为主，基本原理是将一个光源投射到被测物体上并处理反射信号以确定它的表面粗糙度。非接触式测量方法不会损伤工件表面，但对被测表面的清洁度要求较高，对于反射性较差或有较大倾斜度的表面容易造成测量失真。

因此，亟需一种新的表面粗糙度的确定方法或系统以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种材料表面粗糙度的确定方法及系统，在真空条件下进行非接触式测量，样品不易受污染且无损伤，并具有易精确控制、工艺简单的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种材料表面粗糙度的确定方法，包括：

获取材料集合；所述材料集合包括已知表面粗糙度的材料；

利用扫描电子显微镜对所述材料集合中的材料进行扫描，确定二次电子像集合；

对所述二次电子像集合进行灰度处理，得到灰度图像集合；

根据灰度图像集合每一灰度图像对应的灰度值与对应的表面粗糙度确定灰度值与表面粗糙度的对应关系曲线；

获取待确定的材料；

利用扫描电子显微镜对待确定的材料进行扫描，确定二次电子像；并对二次电子像进行灰度处理；

根据灰度处理后的二次电子像的灰度值以及灰度值与表面粗糙度的对应关系曲线确定待确定的材料的表面粗糙度。

可选地，所述利用扫描电子显微镜对所述材料集合中的材料进行扫描，确定二次电子像集合，具体包括：

对所述扫描电子显微镜进行设置；设置后的扫描电子显微镜采用的加速电压为15-20kV，束流为5-10nA；

利用设置后的扫描电子显微镜发出的电子束垂直材料集合中的材料的表面进行照射和扫描，确定二次电子像集合。

可选地，所述利用设置后的扫描电子显微镜发出的电子束垂直材料集合中的材料的表面进行照射和扫描，确定二次电子像集合，具体包括：