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专利摘要

本发明涉及一种颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，包括：在颗粒增强金属基复合材料制成的待测样品的表面确定出测试区域，其中，测试区域中具有露出的硬质相颗粒；利用原子力显微镜中的悬臂探针对测试区域进行扫描，并利用原子力显微镜获取测试区域的摩擦力图像和表面高度图像；根据测试区域的摩擦力图像和表面高度图像获取待测样品的磨损性能。本发明中的测试方法能够较好地反映颗粒增强金属基复合材料的磨损性能。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202210529683.4
申请日期:
2022-05-16
专利申请人:
清华大学
分类号:
G01Q60/24
发明/设计人:
汤鑫，王康，马天宝，邵天敏
权利要求: 1.一种颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，包括：在颗粒增强金属基复合材料制成的待测样品的表面确定出测试区域，其中，所述测试区域中具有露出的硬质相颗粒；利用原子力显微镜中的悬臂探针对所述测试区域进行扫描，并利用所述原子力显微镜获取所述测试区域的摩擦力图像和表面高度图像；根据所述测试区域的所述摩擦力图像和所述表面高度图像获取所述待测样品的磨损性能。2.根据权利要求1所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述在颗粒增强金属基复合材料的待测样品的表面形成测试区域的步骤具体包括：对所述待测样品的表面中至少一个露出的所述硬质相颗粒进行切割，并在所述待测样品的表面上切割位置的侧方形成凹槽，以使被切割的所述硬质相颗粒的切割面经由所述凹槽的第一侧槽壁暴露至所述待测样品外，并在所述待测样品的表面中形成包括了所述被切割的硬质相颗粒的所述测试区域。3.根据权利要求2所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述对所述待测样品的表面中至少一个露出的所述硬质相颗粒进行切割的步骤具体包括：沿着至少一个露出的所述硬质相颗粒的中心进行切割。4.根据权利要求2所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述对所述待测样品的表面中至少一个露出的所述硬质相颗粒进行切割的步骤中：所述切割沿所述待测样品的表面的法线方向进行；和/或所述切割的深度延伸至被切割的所述硬质相颗粒的底部以下。5.根据权利要求2所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述第一侧槽壁与所述测试区域的边缘接续。6.根据权利要求2所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述利用原子力显微镜中的悬臂探针对所述测试区域进行扫描，并利用所述原子力显微镜获取所述测试区域的摩擦力图像和表面高度图像的步骤之后还包括：获取所述第一侧槽壁的光学图像；所述根据所述测试区域的所述摩擦力图像和所述表面高度图像获取所述待测样品的磨损性能的步骤具体包括：根据所述第一侧槽壁的光学图像、以及所述测试区域的摩擦力图像和表面高度图像获取所述待测样品的磨损性能。7.根据权利要求6所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述获取所述第一侧槽壁的光学图像的步骤具体包括：将所述待测样品倾斜放置在电子显微镜的工作台上，以使所述电子显微镜的扫描电子束与所述第一侧槽壁具有夹角；利用所述电子显微镜获取所述第一侧槽壁的光学图像。8.根据权利要求2～7中任一项所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述对所述待测样品的表面中至少一个露出的所述硬质相颗粒进行切割的步骤具体包括：在露出至所述待测样品的表面的所述硬质相颗粒中选择球状的硬质相颗粒，对至少一个球状的所述硬质相颗粒进行切割。9.根据权利要求6或7所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述在所述待测样品的表面形成测试区域的步骤之前还包括：对颗粒增强金属基复合材料的待测样品的表面进行预处理，使所述待测样品中的部分硬质相颗粒露出至所述待测样品的表面。10.根据权利要求9所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，对颗粒增强金属基复合材料的待测样品的表面进行预处理，以使所述待测样品中的部分硬质相颗粒露出至所述待测样品的表面的步骤具体包括：重复对所述待测样品的表面进行研磨处理和抛光处理，并利用原子力显微镜获取所述待测样品的表面高度图像，直至所述待测样品中的部分硬质相颗粒自所述待测样品的基体相中露出。11.根据权利要求9所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述对颗粒增强金属基复合材料的待测样品的表面进行预处理的步骤之后还包括：在预处理后的所述待测样品的表面上制作特征标记。12.根据权利要求11所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述利用原子力显微镜中的悬臂探针扫描所述测试区域，并利用所述原子力显微镜获取所述测试区域的摩擦力图像和表面高度图像；所述获取所述第一侧槽壁的光学图像的步骤具体包括：A、利用所述特征标记将所述待测样品放置在所述原子力显微镜中的第一预设位置，利用所述原子力显微镜中的悬臂探针扫描所述测试区域，并利用所述原子力显微镜获取所述测试面的摩擦力图像和表面高度图像；B、利用所述特征标记将所述待测样品放置于电子显微镜中的第二预设位置，并利用电子显微镜获取所述第一侧槽壁的光学图像。13.根据权利要求12所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，重复所述步骤A和所述步骤B，直至所述原子力显微镜中的悬臂探针破裂。14.根据权利要求6或7所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，获取所述第一侧槽壁的光学图像的步骤之前包括：对所述凹槽进行清洗。15.根据权利要求1～7中任一项所述的颗粒增强金属基复合材料的磨损性能测试方法，其特征在于，所述利用原子力显微镜中的悬臂探针扫描所述测试区域的步骤具体包括：将所述测试区域划分为若干个相互平行的扫描区域，利用原子力显微镜中的悬臂探针逐行扫描所述扫描区域；和/或所述利用原子力显微镜中的悬臂探针对所述测试区域进行扫描的步骤之前还包括：将所述待测样品加热至600℃～800℃。