由于摩擦現(xiàn)象發(fā)生在表面層，表層組織結(jié)構(gòu)的變化是研究摩擦磨損規(guī)律和機理的關(guān)鍵，現(xiàn)代表面測試技術(shù)已先后用來研究摩擦表面的各種現(xiàn)象。
1、摩擦磨損表面形貌的分析 摩擦過程中表面形貌的變化可以采用表面輪廓儀和電子顯微鏡來進行分析。 表面輪廓儀是通過測量觸針在表面上勻速移動，將觸針隨表面輪廓的垂直運動檢測、放大，并且描繪出表面的輪廓曲線。再經(jīng)過微處理機的運算還可以直接測出表面形貌參數(shù)的變化。 目前常用的表面微觀形貌分析設(shè)備為掃描電子顯微鏡。電子掃描的圖像清晰度好，并有立體感，放大倍數(shù)變化范圍寬(20-20000倍)，檢測范圍亦較大。
2、摩擦磨損表面結(jié)構(gòu)的分析 金屬表面在摩擦磨損過程中表層結(jié)構(gòu)的變化通常用衍射技術(shù)來分析，常用的有電子衍射法、 X射線衍射法 。電子衍射的穿透能力小，散射厚度僅為10-7～10-8 cm。電子衍射儀可用來進行薄層的摩擦表面分析， 例如研究金屬的粘著磨損和摩擦副材料遷移現(xiàn)象。X 射線穿透能力大, 散射層厚度可達到10-4～10-2 cm。X 射線衍射儀常用來對較厚的摩擦表面的結(jié)構(gòu)分析。例如，此法常用于研究發(fā)動機活塞環(huán)與缸套表面摩擦磨損后晶體尺寸的變化，單晶鐵板在磨料磨損后由α鐵向γ鐵的轉(zhuǎn)變以及潤滑油添加劑在金屬表面上的潤滑機理。
3、摩擦磨損表面化學(xué)成分的分析 摩擦表化學(xué)元素的組成與分布特點可用能譜分析和X射線顯微分析方法來進行。 能譜分析的基本原理：是用X射線、真空紫外光束或電子束照射試件表面使表面受到激發(fā)而產(chǎn)生光電子和俄歇電子，然后測量和分析這些電子的能量，就可確定表面的化學(xué)成分。 X射線顯微分析的基本原理：是通過電子束對試件表面作用，使各元素發(fā)出相應(yīng)特征的射線譜，以不同特征X射線的波長和強度來確定元素的成分和含量。
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