用于材料性能测量的新型微探针成功通过机器测试-江苏省钢铁行业协会

EMPIR的项目开发了触觉微探针并制定了指南以便工业可以进行快速、可靠的材料表面测量

来源：EURAMET新闻

对于生产现代技术中使用的材料和涂层，表面质量监测是关键：高价值的制造需要对诸如粗糙度、弹性、污染等性能进行准确的测量。随着对精准度要求的提高，用于检测部件的触觉微探针需要得到更好的表征。

EMPIR已完成的项目《用于机上测量的多功能超高速微探针（17IND05，MicroProbes）》开发了用于工业材料表面测量的触觉微探针。开发探针尖端的目的是为了提高耐磨性，并对其几何形状进行了表征，以在各种使用模式下获得更好的准确度。通过将这种设备整合到制造过程中，与离线方法相比，在线产品检测可以快30倍。因此，通过改善质量控制提高生产线效率和减少浪费，带来了直接的经济和环境效益。

项目成果包括：

发布了6项良好实践指南，旨在通过改善表面纹理和机械性能测量来支持精密工程行业。

6项良好实践指南分别是：

Ø在机器上校准快速微探针的尖端半径；

Ø设置快速微探针的探测力和扫描速度以进行粗糙度和微观形状的非破坏性测量；

Ø使用快速微探针的力-距离曲线法测量液体润滑层的厚度；

Ø用快速微探针的接触共振技术测量涂层的厚度；

Ø使用快速微探针测量包含形状和微观结构的轧辊的完整几何图；

Ø使用带有集成进给装置的快速微探针进行原位磨损测量。

· 集成执行器的新型细长压阻式微探针的开发。项目开发了带有电热执行器和金刚石针尖的新型压阻式微探针，合作伙伴GETec Microscopy公司是首批加入AFSEM®试验的公司之一。此外，布伦瑞克工业大学还设计了一种带有压电（AlN）执行器的微探针，这种执行器具有接触共振使用的传感器驱动的性能。

· 长压阻式微探头首次被集成到市售原子力显微镜（AFM）中：由TUBS与PTB（德国的国家测量研究院）合作开发的用于将微探头集成到Cypher AFM中的印刷电路板适配器已由BAM成功测试。

· 带集成进给装置的微型轮廓仪可以在制造机器上进行高速粗糙度测量。BMT开发了一种可进行高速纹理测量的微型轮廓仪原型，速度高达8毫米/秒，这项技术可以使用户在制造机器内部测量粗糙度，目前它正在被推向市场。

· 轧辊测量设备中的微探针已得到测试：造纸和钢铁工业中的大型转子被称为轧辊。轧辊每隔一段时间就会被重新研磨，在整个加工过程中要进行尺寸测量。与要求的直径、形状、纹理出现偏差会影响最终产品的质量。实施项目的过程中，考虑到轮廓的确切位置存在不确定度，加上粗糙度标准的差异，对用测针仪器和微探针测量的原始轮廓的比对显示出良好的一致性。商业版本的开发将继续进行。

· 原位微探针监测氧化铝的渐进式磨损。微探针成功地测量了陶瓷材料的磨损过程。

来自PTB的项目协调人Uwe Brand说：“我们刚刚发表了一篇论文，记录了我们的微探针获得的临界阻尼。这些阻尼微探针的测量速度超过10毫米/秒，可用于工业中的快速、可靠的表面纹理和粗糙度测量。我们现在正在寻找愿意接受和使用这项技术的工业伙伴。”

EMPIR的这个项目由“欧盟地平线2020研究与创新计划”以及EMPIR的参与国共同资助。