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(jī)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(jìn)行分析。 表面輪廓儀是通過測量觸針在表面上勻速移動(dòng)，將觸針隨表面輪廓的垂直運(yùn)動(dòng)檢測、放大，并且描繪出表面的輪廓曲線。再經(jīng)過微處理機(jī)的運(yùn)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(jìn)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(dá)到10-4～10-2 cm。X 射線衍射儀常用來對(duì)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(dòng)機(jī)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(jī)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(diǎn)可用能譜分析和X射線顯微分析方法來進(jìn)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(duì)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(qiáng)度來確定元素的成分和含量。
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