下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0031] 图1为本发明的测试方法原理示意图。
[0032] 图2为本发明的修盘过程原理示意图。
[0033]图3为本发明的快停原理示意图，其中图3b为图3a中A处放大示意图，也为"冻结" 磨粒与试件脱离瞬间示意图。
[0034]图4为本发明实施例中修盘前后背衬表面端面跳动量的对比，其中图4a为修盘前， 其端面跳动量最大值可达59. Ιμπι;图4b为修盘后，其端面跳动量最大值为8.4μπι。
[0035] 图5为本发明实施例中划痕的SEM照片和三维形貌示意图。
[0036] 图6为本发明实施例中磨粒与试件脱离瞬间即划痕最前端被"冻结"区域的三维形 貌示意图。
[0037] 图7为本发明实施例中磨粒与试件脱离瞬间即划痕最前端被"冻结"区域的二维截 面形貌示意图。
[0038]附图标记:试件1，背衬2,真空吸盘3,工具头4,金刚石车刀5。
【具体实施方式】
[0039] 下面通过实施例具体说明本发明的内容：
[0040] -种互为基准法预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法，所采用的装置包 括：
[0041] 机床，圆盘形硬脆试件1与有色金属背衬2通过真空吸盘3装接在机床的电主轴上， 且试件1与背衬2可通过电主轴旋转；
[0042] 动平衡仪，用于对试件1与背衬2进行在线动平衡；
[0043] 金刚石单点刀具，为金刚石车刀5,具体是聚晶金刚石(PCD)单点车刀和单晶金刚 石(ND)单点车刀，用于对背衬2端面进行修盘;该金刚石车刀5可装拆地装接在支架，并通过 支架可移动地装接在机床；
[0044] 工具头4，用于进行划擦测试;该工具头4顶端固接有单颗的磨粒;该工具头4可与 金刚石单点刀具相替换装拆地装接在支架，并通过支架可移动地装接在机床;工具头4与高 刚度弹簧或气动冲头相连，通过高刚度弹簧或气动冲头实现工具头4与试件1的瞬间脱离； 工具头4轴线平行于试件1及背衬2旋转轴线，工具头4可以在试件1及背衬2旋转的轴向方向 和径向方向上移动，且在两个方向的定位精度均优于Ο.?μπι;
[0045]对刀仪，用于对金刚石单点刀具和工具头4进行对刀，定位精度优于0. Ιμπι;装接在 机床，并与试件1及背衬2间的相对位置保持固定；
[0046]测量系统，为测力和声发射系统，包括相互信号连接的测力仪、声发射系统、数据 采集卡和信号放大器;该工具头2与测力仪和声发射系统相连接;数据采集卡信号连接计算 机。
[0047]具体测试方法如下：
[0048] 1)将6英寸(直径约150mm)的圆盘形蓝宝石片即试件1与等直径的有色金属圆盘即 背衬2通过石蜡粘接在一起；
[0049] 2)使用通用研磨和抛光机对背衬好的试件1端面进行研磨抛光，使其平面度达到 IT1级，表面粗糙度Ra优于1 Onm;
[0050] 3)将试件1与背衬2通过真空吸盘3固定在机床的电主轴上且背衬2向上，试件1与 背衬2可通过电主轴共同同轴高速旋转；用动平衡仪对该试件1与背衬2进行在线动平衡，以 减少后续修盘过程中高速旋转引起的振动；
[0051] 4)采用金刚石车刀5对该背衬2进行修盘，先用聚晶金刚石单点车刀修盘，再用单 晶金刚石单点车刀修盘，以在背衬表面形成端面跳动量在3μπι以内，表面平均粗糙度Ra优于 10nm的圆环形修盘区域，以使背衬2端面修盘区域与试件1端面的平行度在IT1级以内，从而 保证后续划擦过程中磨粒和试件1能稳定地接触，具体步骤为：
[0052] 4-1)聚晶金刚石单点车刀修盘:立式超精密车削模式，修盘时试件1与背衬2的转 速为3000rpm，聚晶金刚石单点车刀从背衬2外侧以1 Ομπι的切深沿背衬2径向进给，进给速度 范围为0.4~1.2mm/s，进给距离为50mm;
[0053] 4-2)单晶金刚石单点车刀修盘:立式超精密车削模式，修盘时试件1与背衬2的转 速为3000rpm，单晶金刚石单点车刀从背衬2外侧以2μπι的切深沿背衬径向进给，进给速度范 围为0.1~0.3mm/s，进给距离为50mm;
[0054] 修盘前后背衬2端面跳动量的对比分别图4;
[0055] 5)取下试件1与背衬2,翻转，再次将试件1与背衬2通过真空吸盘3固定在电主轴上 且试件1向上，试件1与背衬2可通过电主轴共同同轴高速旋转;再次对试件1与背衬2进行在 线动平衡，以减少后续测试过程中高速旋转引起的振动；
[0056] 6)金刚石车刀5触碰对刀仪，确定试件1端面与对刀仪对刀平面的高度差ho;将金 刚石车刀5从支架上取下，更换为顶端电镀固接有单颗半径为0.02mm的球形磨粒的工具头 4,工具头4顶端逐渐靠近对刀仪，当测量系统数据产生突变时表示工具头4顶端的磨粒刚好 触碰对刀仪对刀平面，再将工具头4沿试件及背衬旋转的轴向方向上移ho+δ，以使工具头2 顶端的磨粒位于试件1端面上方S处，完成对刀，从而保证后续测试时能够准确控制划擦深 度；
[0057] 7)将工具头4水平移至试件端面的划擦点正上方，并下移δ+办以使划擦深度为ap; 根据需测试的划擦速度v和划擦点所在的划擦半径R，通知
算试件1与背衬2 的设定转速η;本实施例之中，n = 10000rpm，划擦速度v为Om/s~78m/s(划擦速度随划擦半 径变化而变化），划擦深度~分别设定为6μπι;试件1与背衬2按照上述设定转速η转动，且工 具头4沿径向以lm/s的速度进给，以使磨粒在试件1端面划擦形成间距为100μπι的连续螺旋 形划痕，划痕圈数大于3个;此过程中通过与工具头4相连的测力仪和声发射系统采集划擦 过程中的数据，并通过信号放大器传输至数据采集卡，再传输至计算机进行计算，可得到划 擦力、声发射信号等物理量;划擦过程中，当工具头4顶端的单颗磨粒划擦至直径为100mm的 圆周上(划擦速度为52m/s)时，工具头4通过高刚度弹簧或气动冲头瞬间与试件1脱离，且脱 离瞬间工具头4顶端的瞬时线速度高于试件1转动线速度，以"冻结"磨粒划擦过程中脱离瞬 间磨粒与试件1的接触状态；
[0058]需要说明的是，本领域中常用的通过高刚度弹簧或气动冲头使工具头脱离试件的 方式中，工具头固接在高刚度弹簧或气动冲头上，脱离时在高刚度弹簧或气动冲头的带动 下沿圆弧脱离，因此上述脱离瞬间工具头顶端的瞬时线速度指的是脱离瞬间工具头沿圆弧 运动的切向速度，此时的运动方向平行于试件旋转轴线并远离试件。
[0059]对划痕进行显微观察和三维形貌测量，如图5所示;划痕最前端被"冻结"区域的三 维形貌及其二维截面形貌如图6和图7所示。
[0060] 本实施例之中，所述测力仪的固有频率高于4KHz，测力精度优于0 · 01N;所述数据 采集卡的采样速度高于2M/s。
[0061] 根据需要，所述硬脆材料还可以为陶瓷、硅片，所述有色金属背衬可以为铜、铝及 其合金;试件与背衬叠置粘接，可以是直径相同的圆盘，也可以形状不同，只要试件周缘不 超出背衬边缘之外即试件是比背衬小的任意形状均可;所述磨粒可以为金刚石、CBN(立方 氮化硼）、氧化物陶瓷或氮化物陶瓷;磨粒形状还可以为圆锥形或多棱锥形;该磨粒通过机 械夹持、电镀或钎焊固接在工具头顶端;所述工具头可以为压头或其他的固结磨粒形