近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)白光干涉儀測(cè)量精度、測(cè)量穩(wěn)定性、測(cè)量效率的提升，越來(lái)越多的高校、科研機(jī)構(gòu)已引入相關(guān)設(shè)備，去推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域科研成果的探索與研究。如中科院、北京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西南交通大學(xué)、湖南大學(xué)等機(jī)構(gòu)，就在相關(guān)實(shí)驗(yàn)室中配置了優(yōu)可測(cè)品牌的白光干涉儀。

在2023~2024年發(fā)表的相關(guān)論文中，白光干涉儀被應(yīng)用到的前沿研究領(lǐng)域有微孔測(cè)量、微透鏡、超精細(xì)3D打印、制備涂層、植物微觀形貌、制備薄膜、加工孔壁表面粗糙度等。

接下來(lái)，就讓小優(yōu)博士為大家介紹一下，這些應(yīng)用了優(yōu)可測(cè)白光干涉儀的科研論文究竟發(fā)布了哪些核心成果。

聲發(fā)射監(jiān)測(cè)對(duì)CFRP/Al堆棧進(jìn)行鉆孔過(guò)程中的表面質(zhì)量和毛刺表征

期刊：《Journal of Manufacturing Processes》

IF：6.1

湖南大學(xué)車(chē)體設(shè)計(jì)與制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

主要作者：張曉東

這篇論文主要介紹了采用聲發(fā)射（Acoustic Emission, AE）技術(shù)監(jiān)測(cè)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）與鋁合金（Al）疊層的鉆孔過(guò)程。通過(guò)分析AE信號(hào)，能夠識(shí)別材料去除行為和加工缺陷。其中包括鉆孔階段的識(shí)別、CFRP損傷模式的頻率特征、表面質(zhì)量與AE信號(hào)的相關(guān)性、孔出口處毛刺的形成機(jī)制等。

通過(guò)提取AE信號(hào)的時(shí)域特征，進(jìn)一步理解了孔出口處毛刺的初始斷裂和形成機(jī)制，為優(yōu)化加工工藝提供了理論依據(jù)。

作者團(tuán)隊(duì)在這次研究中，使用了優(yōu)可測(cè)白光干涉儀（AM-7000系列，型號(hào)NA500）去評(píng)估孔的表面形貌（hole surface morphology），測(cè)量表面粗糙度。

研究結(jié)果表明，AE技術(shù)在鉆孔CFRP/Al疊層的在線監(jiān)測(cè)中具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，能夠?yàn)榧庸べ|(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)信息采集提供參考。

Closure Effect of Ⅰ+Ⅱ Mixed-mode Crack for EA4T Axle Steel

期刊：《Chinese Journal of Mechanical Engineering》

IF：4.6

西南交通大學(xué)軌道交通車(chē)輛系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；

亞琛工業(yè)大學(xué)金屬成型研究所

主要作者：Shuancheng Wang

疲勞損傷和斷裂是工程結(jié)構(gòu)和材料在使用壽命中不可避免的現(xiàn)象。當(dāng)疲勞損傷累積到一定程度時(shí)，會(huì)在高應(yīng)力區(qū)域發(fā)生局部塑性變形，這種變形是裂紋閉合效應(yīng)的重要原因。裂紋閉合效應(yīng)包括塑性誘導(dǎo)閉合（PICC）、粗糙度誘導(dǎo)閉合（RICC）和氧化誘導(dǎo)閉合（OICC）等。在實(shí)際工程中，裂紋可能以混合模式（I + II）存在，研究裂紋閉合效應(yīng)對(duì)于理解裂紋擴(kuò)展行為和評(píng)估結(jié)構(gòu)壽命至關(guān)重要。

在這篇論文中，研究團(tuán)隊(duì)用EA4T車(chē)軸鋼進(jìn)行混合模式（I + II）疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)。采用電子拉扭試驗(yàn)機(jī)（INSTRON E10BMT）進(jìn)行測(cè)試，設(shè)置不同的加載角度（30°、45°、60°）和加載參數(shù)（載荷4 kN，R = 0.1，頻率25 Hz）。使用復(fù)制品法記錄裂紋擴(kuò)展軌跡，通過(guò)DIC技術(shù)（Revealer 2D-DIC）和工業(yè)顯微鏡實(shí)時(shí)觀察裂紋擴(kuò)展路徑。

這次研究中，團(tuán)隊(duì)使用了優(yōu)可測(cè)白光干涉儀（AM-7000系列，型號(hào)ER230），用于測(cè)量裂紋兩側(cè)的表面粗糙度（RA值），以分析裂紋閉合效應(yīng)。

最終團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在混合模式加載下，裂紋擴(kuò)展過(guò)程中PICC和RICC效應(yīng)相互作用，影響裂紋擴(kuò)展速率和方向。裂紋偏轉(zhuǎn)是PICC和RICC效應(yīng)相互作用的直觀表現(xiàn)，偏轉(zhuǎn)后裂紋擴(kuò)展方向逐漸垂直于加載軸。裂紋表面粗糙度的變化對(duì)RICC效應(yīng)有顯著影響，裂紋擴(kuò)展過(guò)程中粗糙度增加，導(dǎo)致RICC效應(yīng)增強(qiáng)。

通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究結(jié)果為理解混合模式下裂紋擴(kuò)展行為提供了新的視角，為工程結(jié)構(gòu)的疲勞壽命評(píng)估提供了理論支持。

雙靶反應(yīng)HiPIMS制備Ti/Si共摻雜類(lèi)金剛石薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和高溫摩擦學(xué)性能

期刊：《Diamond & Related Materials》

IF：4.3

哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接與連接國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；

寧德時(shí)代21C創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室

主要作者：Yuanshu Zou

金剛石類(lèi)碳（DLC）薄膜因其高硬度、優(yōu)異的潤(rùn)滑性和耐磨性，被廣泛應(yīng)用于航空航天、切削工具、液壓系統(tǒng)和高速氣體軸承等領(lǐng)域。然而，DLC薄膜的使用溫度通常限制在300°C以下，超過(guò)這個(gè)溫度會(huì)發(fā)生石墨化，導(dǎo)致潤(rùn)滑失效。

為了提高DLC薄膜的高溫性能，研究者們嘗試通過(guò)摻雜金屬和非金屬元素來(lái)調(diào)整其結(jié)構(gòu)和性能。本研究通過(guò)雙靶反應(yīng)式高功率脈沖磁控濺射（HiPIMS）技術(shù)制備了Ti/Si共摻雜的DLC薄膜，并研究了其微觀結(jié)構(gòu)和高溫摩擦學(xué)性能。

這次研究中，團(tuán)隊(duì)使用了優(yōu)可測(cè)白光干涉儀（AM-7000系列，型號(hào)NA500），用于測(cè)量沉積薄膜的厚度，通過(guò)在硅片基底上制造臺(tái)階來(lái)實(shí)現(xiàn)厚度測(cè)量。

論文的研究結(jié)果表明，在450°C時(shí)，Ti/Si共摻雜DLC薄膜的摩擦系數(shù)可低至0.08，磨損率顯著降低。與單Ti摻雜DLC薄膜相比，其450°C下的磨損率從5.24×10?? mm3·N?1·m?1降至1.40×10?? mm3·N?1·m?1。Si的加入有效抑制了高溫下的石墨化過(guò)程，減少了粘著磨損，從而顯著提高了薄膜的高溫耐磨性。

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