الولايات المتحدة الأمريكية / العالمية: 9292-461-949-1+
أوروبا: 794-3052-011-39+
ar AR
ar AR en_US EN es_MX ES de_DE DE fr_FR FR it_IT IT zh_CN ZH ja JA pt_BR PT tr_TR TR ko_KR KO pl_PL PL
تراسل معنا

التصنيف: اختبار ميكانيكي لدرجات حرارة عالية

 

درجة حرارة عالية للصلابة للخدش باستخدام مقياس الضغط

درجة حرارة عالية تصلب الخدش

استخدام ثلاثي الأبعاد

أُعدت بواسطة

دوانجي ، دكتوراه

مقدمة

تقيس الصلابة مقاومة المواد للتشوه الدائم أو البلاستيكي. تم تطويره في الأصل من قبل عالم المعادن الألماني فريدريش موس في عام 1820 ، اختبار صلابة الخدش يحدد صلابة المادة للخدوش والتآكل بسبب الاحتكاك من جسم حاد1. مقياس موس هو مؤشر مقارن وليس مقياسًا خطيًا ، لذلك تم تطوير قياس صلابة الخدش بدقة ونوعية كما هو موضح في معيار ASTM G171-032. يقيس متوسط عرض الخدش الناتج عن قلم ماسي ويحسب رقم صلابة الخدش (HSP).

أهمية قياس صلابة الخدوش في درجات الحرارة العالية

يتم اختيار المواد بناءً على متطلبات الخدمة. بالنسبة للتطبيقات التي تنطوي على تغيرات كبيرة في درجات الحرارة وتدرجات حرارية ، فمن الأهمية بمكان فحص الخواص الميكانيكية للمواد عند درجات حرارة عالية لتكون على دراية كاملة بالحدود الميكانيكية. المواد ، وخاصة البوليمرات ، عادة ما تنعم في درجات حرارة عالية. تحدث الكثير من الأعطال الميكانيكية بسبب التشوه الزاحف والتعب الحراري الذي يحدث فقط في درجات حرارة مرتفعة. لذلك ، هناك حاجة إلى تقنية موثوقة لقياس الصلابة في درجات حرارة عالية لضمان الاختيار المناسب للمواد لتطبيقات درجات الحرارة العالية.

هدف القياس

في هذه الدراسة، يقيس مقياس Tribometer NANOVEA T50 صلابة الخدش لعينة تفلون في درجات حرارة مختلفة من درجة حرارة الغرفة إلى 300 درجة مئوية. القدرة على إجراء قياس صلابة الصفر في درجات الحرارة العالية تجعل NANOVEA ثلاثي الأبعاد نظام متعدد الاستخدامات للتقييمات الاحتكاكية والميكانيكية للمواد لتطبيقات درجات الحرارة العالية.

نانوفيا

T50

تعلم المزيد

شروط الاختبار

تم استخدام مقياس التثبيومتر القياسي NANOVEA T50 للوزن الحر لإجراء اختبارات صلابة الخدش على عينة من التفلون في درجات حرارة تتراوح من درجة حرارة الغرفة (RT) إلى 300 درجة مئوية. تبلغ درجة انصهار التفلون 326.8 درجة مئوية. تم استخدام قلم ماسي مخروطي بزاوية قمة 120 درجة ونصف قطر طرف يبلغ 200 ميكرومتر. تم تثبيت عينة التفلون على مرحلة العينة الدورانية بمسافة 10 ملم إلى مركز المرحلة. تم تسخين العينة بواسطة فرن واختبارها عند درجات حرارة RT و 50 درجة مئوية و 100 درجة مئوية و 150 درجة مئوية و 200 درجة مئوية و 250 درجة مئوية و 300 درجة مئوية.

معلمات الاختبار

من قياس صلابة خدش ارتفاع درجة الحرارة

قوى طبيعية 2 ن
سرعة انزلاق 1 مم / ثانية
مسافة انزلاق 8 مم لكل درجة حرارة
أَجواء هواء
درجة حرارة RT ، 50 درجة مئوية ، 100 درجة مئوية ، 150 درجة مئوية ، 200 درجة مئوية ، 250 درجة مئوية ، 300 درجة مئوية.

النتائج والمناقشة

يتم عرض ملفات تعريف مسار الخدش لعينة Teflon عند درجات حرارة مختلفة في الشكل 1 لمقارنة صلابة الخدش عند درجات حرارة مرتفعة مختلفة. تتشكل المواد المتراكمة على حواف مسار الخدش عندما ينتقل القلم بحمل ثابت يبلغ 2 نيوتن ويتدفق في عينة التفلون ، مما يدفع ويشوه المادة في مسار الخدش إلى الجانب.

تم فحص مسارات الخدش تحت المجهر البصري كما هو موضح في الشكل 2. تم تلخيص عرض مسار الخدش المقاس وأرقام صلابة الخدش المحسوبة (HSP) ومقارنتها في الشكل 3. عرض مسار الخدش الذي تم قياسه بواسطة المجهر يتوافق مع ذلك المقاس باستخدام NANOVEA Profiler - تعرض عينة Teflon عرضًا أوسع للخدش في درجات حرارة أعلى. يزيد عرض مسار الخدش من 281 إلى 539 ميكرومتر حيث ترتفع درجة الحرارة من RT إلى 300 درجة مئوية ، مما يؤدي إلى انخفاض HSP من 65 إلى 18 ميجا باسكال.

يمكن قياس صلابة الخدش في درجات الحرارة المرتفعة بدقة عالية وقابلية التكرار باستخدام NANOVEA T50 Tribometer. إنه يوفر حلاً بديلاً من قياسات الصلابة الأخرى ويجعل NANOVEA Tribometer نظامًا أكثر اكتمالاً لإجراء تقييمات شبه ميكانيكية شاملة لدرجات الحرارة العالية.

شكل ١: ملامح مسار الخدش بعد اختبارات صلابة الخدش في درجات حرارة مختلفة.

الشكل 2: مسارات سكراتش تحت المجهر بعد القياسات في درجات حرارة مختلفة.

الشكل 3: تطور عرض مسار الخدش وصلابة الخدش مقابل درجة الحرارة.

خاتمة

في هذه الدراسة ، نعرض كيف يقيس NANOVEA Tribometer صلابة الخدش في درجات حرارة مرتفعة بما يتوافق مع ASTM G171-03. يوفر اختبار صلابة الخدش عند حمل ثابت حلاً بديلاً بسيطًا لمقارنة صلابة المواد باستخدام مقياس الاحتكاك. إن القدرة على إجراء قياسات صلابة الخدش في درجات حرارة مرتفعة تجعل NANOVEA Tribometer أداة مثالية لتقييم الخواص الميكانيكية للمركبات ذات درجة الحرارة العالية للمواد.

يوفر NANOVEA Tribometer أيضًا اختبار تآكل واحتكاك دقيق وقابل للتكرار باستخدام أوضاع دوارة وخطية متوافقة مع ISO و ASTM ، مع تآكل اختياري بدرجة حرارة عالية ، ووحدات تزييت وتآكل تريبو متوفرة في نظام واحد متكامل مسبقًا. يتوفر ملف التعريف الاختياري ثلاثي الأبعاد غير المتصل للتصوير ثلاثي الأبعاد عالي الدقة لمسارات التآكل بالإضافة إلى قياسات السطح الأخرى مثل الخشونة.

1 Wredenberg ، فريدريك ؛ بل لارسون (2009). "اختبار خدش المعادن والبوليمرات: التجارب والأعداد". ارتداء 266 (1-2): 76
2 ASTM G171-03 (2009) ، "طريقة الاختبار القياسية لصلابة خدش المواد باستخدام قلم ماسي"

الآن ، لنتحدث عن طلبك

حادث مباشرة

الانتقال الدقيق إلى الزجاج المترجم باستخدام التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA) بمسافة نانوية

الانتقال الدقيق إلى الزجاج المترجم باستخدام التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA) بمسافة نانوية

يتعلم أكثر
 
تخيل سيناريو حيث يتم تسخين عينة سائبة بشكل موحد بمعدل ثابت. عندما تسخن المادة السائبة وتقترب من نقطة الانصهار ، فإنها ستبدأ في فقدان صلابتها. إذا تم إجراء المسافات البادئة الدورية (اختبارات الصلابة) بنفس القوة المستهدفة ، فيجب أن يزداد عمق كل مسافة بادئة باستمرار لأن العينة تصبح أكثر ليونة (انظر الشكل 1). يستمر هذا حتى تبدأ العينة في الذوبان. في هذه المرحلة ، ستلاحظ زيادة كبيرة في العمق لكل مسافة بادئة. باستخدام هذا المفهوم ، يمكن ملاحظة تغير الطور في مادة ما باستخدام التذبذبات الديناميكية بسعة قوة ثابتة وقياس إزاحتها ، أي التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA).   اقرأ عن الانتقال الدقيق المترجم للزجاج!

قياس استرخاء الإجهاد باستخدام Nanoindentation

يتعلم أكثر

الآن ، لنتحدث عن طلبك

حادث مباشرة

تأثير درجة الحرارة ASTM D7187 باستخدام تآكل النانو

ASTM D7187 ، تلعب مقاومة الطلاء للخدش والتشوه دورًا حيويًا في استخدامه النهائي. يجعل طلاء السيارات المعرّض للخدوش من الصعب والمكلف صيانته وإصلاحها. تم تطوير هياكل مختلفة للطلاء التمهيدي والطبقة الأساسية والطلاء الشفاف لتحقيق أفضل مقاومة للخدش / التآكل. اختبار النانو سكراتش تم تطويره كطريقة اختبار قياسية لقياس الجوانب الميكانيكية لسلوك الخدش / التآكل لطلاء الطلاء كما هو موضح في ASTM D7187. تحدث آليات التشوه الأولية المختلفة ، مثل التشوه المرن والتشوه البلاستيكي والكسر ، عند أحمال مختلفة أثناء اختبار الخدش. يوفر تقييمًا كميًا لمقاومة البلاستيك ومقاومة الكسر لطلاء الطلاء.

تأثير درجة الحرارة ASTM D7187 باستخدام تآكل النانو

الخواص الميكانيكية للتفلون عند درجة حرارة عالية

عند درجات الحرارة المرتفعة، تغير الحرارة الخواص الميكانيكية للتفلون مثل الصلابة واللزوجة، مما قد يؤدي إلى أعطال ميكانيكية. هناك حاجة إلى قياس موثوق للسلوك الحراري الميكانيكي للمواد البوليمرية لإجراء تقييم كمي للمواد المرشحة لتطبيقات درجات الحرارة المرتفعة. ال وحدة نانو من النانوفيا اختبار ميكانيكي يدرس الصلابة ومعامل يونج والزحف من خلال تطبيق الحمل باستخدام بيزو عالي الدقة وقياس تطور القوة والإزاحة. يقوم الفرن المتقدم بإنشاء درجة حرارة موحدة تحيط بطرف المسافة البادئة وسطح العينة طوال اختبار المسافة البادئة النانوية وذلك لتقليل تأثير الانجراف الحراري.

الخواص الميكانيكية للتفلون عند درجة حرارة عالية باستخدام المسافة النانوية

التحليل الحراري الميكانيكي للحام باستخدام الإسناد النانوي

تتعرض وصلات اللحام لضغط حراري و / أو خارجي عندما تتجاوز درجة الحرارة 0.6 تيم أين تيم هي نقطة انصهار المادة في كلفن. يمكن أن يؤثر سلوك زحف الجنود في درجات حرارة مرتفعة بشكل مباشر على موثوقية وصلات اللحام.  ونتيجة لذلك، هناك حاجة إلى تحليل ميكانيكي حراري موثوق وكمي للحام عند درجات حرارة مختلفة. ال وحدة نانو من النانوفيا اختبار ميكانيكي يطبق الحمل بواسطة بيزو عالي الدقة ويقيس بشكل مباشر تطور القوة والإزاحة. يوفر فرن التسخين المتقدم درجة حرارة موحدة عند الطرف وسطح العينة، مما يضمن دقة القياس ويقلل من تأثير الانجراف الحراري.

التحليل الحراري الميكانيكي للحام باستخدام الإسناد النانوي

 

ارتفاع درجة الحرارة ترايبولوجي

درجة حرارة عالية للخدش صلابة باستخدام مقياس الضغط

يتم اختيار المواد بناءً على متطلبات الخدمة. بالنسبة للتطبيقات التي تنطوي على تغيرات كبيرة في درجات الحرارة وتدرجات حرارية ، فمن الأهمية بمكان فحص الخواص الميكانيكية للمواد في درجات حرارة عالية لتكون على دراية كاملة بالحدود الميكانيكية. المواد ، وخاصة البوليمرات ، عادة ما تنعم في درجات حرارة عالية. تحدث الكثير من الأعطال الميكانيكية بسبب التشوه الزاحف والتعب الحراري الذي يحدث فقط في درجات حرارة مرتفعة. لذلك ، هناك حاجة إلى تقنية موثوقة لقياس صلابة الخدش في درجات الحرارة العالية لضمان الاختيار المناسب للمواد لتطبيقات درجات الحرارة العالية.

درجة حرارة عالية للخدش صلابة باستخدام مقياس الضغط

 

حقوق الطبع والنشر © 2024 نانوفيا. كل الحقوق محفوظة.