[发明专利]一种纤维增强陶瓷基复合材料加工表面粗糙度评价方法

说明书

本发明一种纤维增强陶瓷基复合材料加工表面粗糙度评价方法，属于检测技术领域；首先，将三维特征参数作为SiCsubgt;f/subgt;/SiC陶瓷基复合材料和Csubgt;f/subgt;/SiC陶瓷基复合材料加工表面粗糙度的评价参数，并采用光学扫描仪器对三维表面粗糙度Ssubgt;a/subgt;进行测量，避免由于孔隙、凹坑等表面缺陷导致评价结果不准确的问题。然后，研究不同测量区域大小对SiCsubgt;f/subgt;/SiC陶瓷基复合材料和Csubgt;f/subgt;/SiC陶瓷基复合材料加工表面三维表面粗糙度Ssubgt;a/subgt;的影响规律，从而确定三维表面粗糙度Ssubgt;a/subgt;的最小测量区域大小。最后，根据最小Ssubgt;a/subgt;测量区域，测量并确定该加工平面的粗糙度。在对SiCsubgt;f/subgt;/SiC陶瓷基复合材料和Csubgt;f/subgt;/SiC陶瓷基复合材料加工表面粗糙度进行测量评价前，采用该方法进行Ssubgt;a/subgt;最小测量区域的选择工作，可以保证测量数据的有效性，并提高评价结果的准确性。

技术领域

本发明属于检测技术领域，具体涉及一种纤维增强陶瓷基复合材料加工表面粗糙度评价方法。

背景技术

SiC_f/SiC陶瓷基复合材料和C_f/SiC陶瓷基复合材料是2种纤维增强陶瓷基复合材料，具有低密度、硬度大、耐高温、抗氧化和耐磨损等优异性能，在航空航天、交通运输等领域均有广泛应用。许多研究人员采用超声振动辅助加工技术、激光加工和超高压水射流技术对纤维增强复合材料进行了工艺研究，加工表面质量的评价是一个重要的环节，而表面粗糙度是一个不可或缺的评价参数。

传统的二维粗糙度评价方法已不适用于纤维增强陶瓷基复合材料，研究人员普遍采用三维粗糙度特征参数对加工表面质量进行评价。Qu等研究人员在CeramicsInternational,2018,44(12):14742-14753发表的“Surface topography and roughnessof silicon carbide ceramic matrix composites”利用MICROMEASURE 3D表面轮廓仪对S_a、S_q、S_m等8种三维表面粗糙度参数进行测量，并结合加工表面三维形貌研究了磨削参数对加工表面粗糙度的影响规律，但其所选择的扫描区域仅有250μm×250μm。而姜杰等研究人员在机械科学与技术，2018,37(08):1246-1252发表的“超声振动锉削加工C_f/SiC复合材料试验研究”利用单因素试验，并在所选4mm×4mm的正方形区域内对三维特征参数进行了测量，对刀具粒度、超声功率、径向锉削深度及水平进给速度对被加工表面粗糙度的影响进行了研究，得出超声振动的增加可以提高工件表面质量，而锉削深度和进给速度的增加则会降低表面质量。

现有研究中虽然采用了三维粗糙度特征参数对纤维增强陶瓷基复合材料加工表面粗糙度水平进行了评价，但其所选测量区域往往较小，多数研究所选测量区域甚至不足1mm×1mm。纤维增强陶瓷基复合材料中单根纤维的直径约为5～10μm，该材料在制备时多根纤维结合在一起形成纤维束，单根纤维束的宽度在1mm左右，而材料表面纤维束数量、基体和表面缺陷等均会影响三维粗糙度特征参数的测量结果。目前为止，暂未有公开报道研究SiC_f/SiC和C_f/SiC陶瓷基复合材料加工表面三维粗糙度特征参数测量区域大小对测量值的影响，因此存在测量数据的有效性差及评价结果不准确性的问题。

发明内容

要解决的技术问题：