ترجمه فارسی عنوان مقاله
مقایسه روش‌های کنترل کیفیت برای شناسایی خراش روی سطوح فلزی صیقلی
عنوان انگلیسی
A comparison of quality control methods for scratch detection on polished metal surfaces
| کد مقاله | سال انتشار | تعداد صفحات مقاله انگلیسی |
|---|---|---|
| 88517 | 2018 | 21 صفحه PDF |
منبع
Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)
Journal : Measurement, Volume 117, March 2018, Pages 397-402
فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
کلمات کلیدی
1.مقدمه
2. روش‌ها
2.1. آماده‌سازی سطوح فلزی
2.2. بررسی بصری (نوری)
2.3. تحلیل داده‌ها
3. نتایج و بحث
3.1. شناسایی خراش‌های کوچک روی یک سطح صیقلی
3.2. توصیف خراش‌ها
4. نتیجه‌گیری
شکل 1. مقایسه روش‌های تماسی (AFM و ضخامت سنجی) و روش‌های غیر تماسی (میکروسکوپی نوری زمینه تاریک و SEM) برای تصویربرداری خراش‌های ریز روی فلز صیقلی. خراش بزرگ‌تر نام‌گذاری شده تحت عنوان 1، برای مرجع ایجادشده است. سه برچسب مرجع پروفیل‌های خراش در شکل 2 نشان داده‌شده‌اند.
شکل 2. پروفیل سه خراش مشخص‌شده با تصویر AFM در شکل 1.
شکل 3. یک کاغذ سنباده درجه 3000 که سطح فلزی را همان‌طور که با روش‌های تصویربرداری تماسی (AFM و ضخامت سنجی) و روش‌های تصویربرداری غیر تماسی (میکروسکوپی نوری و SEM) مشاهده می‌شود خراش داده است.
شکل 4. تجمع در طرف یک خراش بعد از ساییده شدن با کاغذ سنباده درجه 3000. خراش پایینی نشان‌دهنده تجمع در طرف بالایی خراش و یک ذره ساییده شده گیر افتاده با تجمع بالاتر در جلو است.
جدول 1. مقایسه روش‌های تصویربرداری خراش
ترجمه چکیده
شناسایی خراش و موقعیت خراش روی سطح در کنترل کیفیت سطوح صیقلی، چندلایه و عملکردی اهمیت دارد. بررسی نوری در شرایط نورپردازی خوب پیش‌ازاین برای شناسایی خراش‌ها به‌کاررفته است اما به دلیل علاقه برای دیدن خراش‌های ریزتر و موقعیت‌ها باید استفاده از میکروسکوپ‌های نوری در نظر گرفته شود و با روش‌های تصویربرداری در بزرگ‌نمایی یکسان مقایسه شود. فولاد ضدزنگ صیقل داده‌شده، خراش داده‌شده و سپس یک موقعیت ویژه در بزرگ‌نمایی یکسانی برای تمام روش‌ها تحلیل شد تا سطح شناسایی خراش تعیین شود. میکروسکوپی نیروی اتمی به‌عنوان روشی با وضوح بیشتر برای تعیین عمق میانگین هر خراش به‌عنوان مرجع استفاده شد. سپس تصویری با روش‌های مختلف اتخاذ شد و تعدادی از خراش‌های مرئی شمرده شدند. ضخامت سنجی به‌وضوح خراش‌ها را به دلیل محدودیت اندازه میله 2 μm شناسایی نکرد. میکروسکوپی نور، سریع‌ترین و مناسب‌ترین روش برای کنترل کیفیت را ارائه کرد، و 70% خراش‌ها را شناسایی کرد. میکروسکوپی اسکن الکترونی تنها 35% خراش‌ها را در بزرگ‌نمایی یکسانی نشان داد اما یک تصویر خوب دوبعدی از خراش و تجمع فلز حاصل ارائه داد.
ترجمه مقدمه
کنترل کیفیت سطوح صیقلی برای حفظ طول عمر و عملکرد در طیف کاربردهای مهندسی ضروری است. کنترل کیفیت در حال حاضر متکی بر بررسی دقیق در شرایط نورپردازی خوب با چشم غیرمسلح است اما محدودیتی برای تشخیص خطاهای مشاهده‌شده با چشم غیرمسلح وجود دارد [1] و لذا این مسئله نیاز به بهترین روش شناسایی خراش در بزرگ‌نمایی بیشتری را می‌طلبد. این مطالعه از بیشترین بزرگ‌نمایی رایج در روش‌های تصویربرداری انتخاب‌شده برای تعیین بهترین روش کنترل کیفیت استفاده می‌کند.
خراش‌ها در مقابل یک سطح بسیار صیقلی بهتر شناسایی می‌شوند. اتمام یک سطح بالا می‌تواند با جلای مکانیکی [2]، جلای شیمیایی [3,4] یا تصفیه دمابالا (بخار [5]، لیزر [6] و پرداخت (جلا) با شعله [7]) به دست آید. داشتن سطوح خالی از خراش اهمیت دارد؛ برای کیفیت تصویر روی فیلم‌ها در صنعت فیلم [8]، برای ذخیره فایل‌ها در دستگاه‌های ذخیره دیسک مغناطیسی [9] و برای حفظ سایش کم در پروتزهای CoCr باسن [10]. خراش‌ها رایج‌ترین شکل انحطاط سطح هستند اما مطالعات قبلی درباره خراش‌ها را نمی‌توان به‌راحتی یافت و علی‌رغم گزارش‌های گسترده درباره مقاومت خراش در یک جستجوی علمی اینترنتی با استفاده از واژه‌های جستجوی «تصویربرداری سطح» و «خراش»، «تصویربرداری» و «خراش»، «میکروسکوپ» و «خراش»- اطلاعات درخواست شده را ارائه نمی‌کنند.
بعد از فهمیدن این‌که یک خراش وجود دارد، اندازه، موقعیت و جهت خراش می‌توانند اطلاعات مفیدی ارائه کنند. این امر برای درک آسیب به سطوح چندلایه و فیلم‌های نازک پوشش‌دهنده حس‌گرهای زیرین مهم است اما برای سطوحی که در آن جهت خراش می‌تواند بر تعامل با تابش، جریان آب، جریان هوا یا حرکت روی دیگر سطوح تأثیر بگذارد نیز اهمیت دارد. روش‌هایی مانند تداخل سنجی خراش‌های کوچک‌تر از 0.5 μm را نشان نمی‌دهند [11,12] و لذا در نظر گرفته نخواهند شد. بررسی به روش‌های غیر تماسی (میکروسکوپی نوری و میکروسکوپی اسکن الکترونی) و روش‌های تماسی (ضخامت سنجی و میکروسکوپی نیروی اتمی) می‌پردازد. شرایط آزمایشی که سطح شناسایی را بهبود می‌دهد اما اندازه خراش و موقعیت یک خراش نسبت به خراش دیگر را منحرف می‌کنند استفاده نخواهند شد. این امر قرار دادن سطح در زاویه پرتوی الکترونی حادثه در میکروسکوپی اسکن الکترونی را حذف می‌کند اما در غیر این صورت کیفیت تصویر را بهبود می‌دهد.
بهترین روش اندازه‌گیری باید به نواحی بزرگ بپردازد، قابل‌حمل و سریع باشد. نواحی بزرگ‌تر به‌صورت راحت‌تری توسط میکروسکوپی نور و ضخامت سنجی ارزیابی می‌شوند. دیگر روش‌های نوری مانند تداخل سنجی اسکن عمودی [13] و هولوگرافی دیجیتال [14] نیز برای شناسایی خراش‌ها روی سطوح بزرگ‌تر موجود هستند اما ازآنجاکه مانند ضخامت سنجی و میکروسکوپی نوری قابل‌حمل نیست، در نظر گرفته نمی‌شوند، جدول 1. ارزیابی سریع سطح تنها توسط میکروسکوپی نوری ارائه می‌شود. سپس این مورد این سؤال را ایجاد می‌کند که میکروسکوپی نوری برای شناسایی خراش‌ها چقدر مؤثر است. سطح شناسایی خراش توس میکروسکوپی نوری چقدر است؟
خراش ایجاد کردن باید تجمع‌هایی در کنار خراش ایجاد کند و لذا به شناسایی خراش‌ها با تغییر شدت سیگنال در میکروسکوپی نور و الکترونی کمک کند. خراش‌هایی از میله الماس متقارن با پهنای 1 μm به شناسایی خراش‌ها به دلیل بازتاب نوری از تجمع‌ها هنگامی‌که تحت شرایط نورپردازی خوب با چشم غیرمسلح مشاهده شود کمک کرده‌اند [15]. احتمال بالایی از تجمع وجود دارد چراکه زبری سخت متقارن تنها باید 5 درجه منحرف شود تا تجمع ایجاد کند [14] و منبع خراش‌ها مانند دانه‌های شن همواره غیرمتقارن خواهند بود لذا احتمال تجمع فلزی را افزایش می‌دهد. متعاقباً، تجمع فلزی می‌تواند برای شناسایی خراش‌ها در تصاویری از میکروسکوپی نور و میکروسکوپی الکترونی استفاده شود.
سطوح صیقلی برای تعیین اثر خراش‌ها بر حرکت فلز صیقلی روی سطوح سرد بررسی‌شده‌اند. به این دلیل، یک روش ارزیابی سریع سطح برای ارزیابی بلوک‌های فلزی صیقلی کوچک در آزمایش‌های آزمایشگاهی و اشیاء بزرگ‌تر در آزمایش‌های میدانی موردنیاز است. ازآنجاکه ارزیابی سریعی از هر سطح موردنیاز است، پس میکروسکوپی نوری یک انتخاب واضح است و لذا یک مقایسه با دیگر روش‌های تصویربرداری موردنیاز است.
هدف بررسی تعیین توانایی میکروسکوپی نوری در یافتن خراش‌ها در مقایسه با دیگر روش‌های استفاده‌شده در بزرگ‌نمایی یکسان است. روش‌های بزرگ‌نمایی بالاتر مانند میکروسکوپی نیروی اتمی و میکروسکوپی اسکن الکترونی برای جمع‌آوری اطلاعات دیگر درباره عمق شیار و حضور تجمع‌ها استفاده می‌شوند. این ویژگی‌ها در طی بررسی حدود میکروسکوپی نور ذکر خواهند شد.
پیش نمایش مقاله
