涂膜（表面涂層）廣泛用于建材、運輸機械、電子零部件或電子器械、食品包裝、印刷等各種領(lǐng)域。人類的眼睛有非常高的敏感度，所以能敏感地捕捉到有無傷痕、波紋及光澤度等質(zhì)地信息，這些涂膜的質(zhì)地是重要的性能指標，對涂膜的表面特性和狀態(tài)有很大影響。在品質(zhì)管理檢查中，目視檢查的靈敏度很好，但數(shù)值化卻很困難。
本次，用3D測量激光顯微鏡OLS4100，對兩種目測質(zhì)地明顯不同的半透明涂膜的表面形貌進行了觀察。將傳統(tǒng)二維參數(shù)難以數(shù)值化的涂膜表面性狀,用三維參數(shù)進行表征。
三維表面特性參數(shù)
國際標準（ISO25178）中三維表面性狀參數(shù)（表面粗糙度參數(shù)）如表.1所示。其中重要的算術(shù)平均粗糙度Sa的計算公式和示意圖如圖.1所示。與接觸式粗糙度計所得的二維線粗糙度參數(shù)不同，3D測量激光顯微鏡能夠得出三維表面粗糙度參數(shù)。這樣，二維參數(shù)無法表征的表面紋理各向異性，通過三維表面粗糙度參數(shù)可進行數(shù)值化評價。
表1. 三維表面形狀參數(shù)（ISO25178）
| Sq | Root mean square height of the surface |
| Ssk | Skewness of height distribution |
| Sku | Kurtosis of height distribution |
| Sp | Maximum height of peaks |
| Sv | Maximum height of valleys |
| Sz | Maximum height of the surface |
| Sa | Arithmetical mean height of the surface |
| Sk | Core Roughness Depth |
| Spk | Reduced Peak Height |
| Svk | Reduced Valley Depth |
| SMr1 | Peak Material Portion |
| SMr2 | Peak Valley Portion |
| Sxp | Peak extreme height |
| Vvv | Void volume of the valleys |
| Vvc | Void volume of the core |
| Vmp | Material volume of peaks |
| Vmc | Material volume of the core |
| Sal | Fastest decay auto-correlation rate |
| Str | Texture aspect ratio of the surface |
圖1. 算術(shù)平均粗糙度Sa的計算公式和示意圖
質(zhì)地不同的涂布紙的三維形貌和表面性狀的數(shù)值化
兩種涂布紙的三維形貌圖（3D）如圖2所示�？梢杂^察到質(zhì)地明顯不同的涂布紙表面的不同三維形貌。表征該表面性狀的三維參數(shù)值如表2所示。
在以前的二維參數(shù)中常用的算術(shù)平均粗糙度Sa，最大高度Sz等參數(shù)，兩表面的差別不大。但是與高度方向相關(guān)的Ssk (偏斜度:以平均面為基準的高度分布的偏斜程度)、橫向結(jié)構(gòu)相關(guān)的Sal（最短自相關(guān)長度)以及Str（表面性狀縱橫比: 表面紋理的各向異性）這三個三維參數(shù)值卻有很大差異。
圖2. 質(zhì)地不同的兩種涂布紙3D觀察圖像
表2.涂布紙#1和#2的三維參數(shù)值
