AR 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
TR 
KO 
PL 
أدوات طب الأسنان: تحليل الأبعاد وخشونة السطح
مقدمة
يعد الحصول على أبعاد دقيقة وخشونة سطحية مثالية أمرًا حيويًا لوظيفة براغي الأسنان. تتطلب العديد من أبعاد براغي الأسنان دقة عالية مثل نصف القطر والزوايا والمسافات وارتفاعات الخطوات. يعد فهم خشونة السطح المحلية أمرًا مهمًا أيضًا لأي أداة طبية أو جزء يتم إدخاله داخل جسم الإنسان لتقليل الاحتكاك المنزلق.
ملف تعريف عدم الاتصال للدراسة الأبعاد
نانوفيا ملفات تعريف عدم الاتصال ثلاثية الأبعاد استخدم تقنية لونية تعتمد على الضوء لقياس أي سطح مادي: شفاف أو غير شفاف أو براق أو منتشر أو مصقول أو خشن. على عكس تقنية مسبار اللمس، يمكن لتقنية عدم الاتصال القياس داخل المناطق الضيقة ولن تضيف أي أخطاء جوهرية بسبب التشوه الناجم عن ضغط الطرف على مادة بلاستيكية أكثر ليونة. كما توفر التكنولوجيا المستندة إلى الضوء اللوني دقة جانبية ودقة فائقة في الارتفاع مقارنةً بتقنية تباين التركيز البؤري. يمكن لملفات تعريف Nanovea مسح الأسطح الكبيرة مباشرة دون خياطة وتحديد طول الجزء في بضع ثوانٍ. يمكن قياس النانو من خلال ميزات سطح النطاق الكلي وزوايا السطح العالية نظرًا لقدرة محلل التعريف على قياس الأسطح دون أي خوارزميات معقدة تعالج النتائج.
هدف القياس
في هذا التطبيق، تم استخدام جهاز التعريف البصري Nanovea ST400 لقياس برغي الأسنان على طول الميزات المسطحة والخيطية في قياس واحد. تم حساب خشونة السطح من المساحة المسطحة، وتم تحديد الأبعاد المختلفة للمعالم الملولبة.
عينة من المسمار الأسنان التي تم تحليلها بواسطة نانوفيا ملف التعريف البصري.
تحليل عينة المسمار الأسنان.
نتائج
3D السطح
يُظهر العرض ثلاثي الأبعاد وعرض الألوان الزائفة للمسمار السني منطقة مسطحة مع بدء الخيوط على كلا الجانبين. فهو يوفر للمستخدمين أداة مباشرة لمراقبة شكل المسمار بشكل مباشر من زوايا مختلفة. تم استخراج المنطقة المسطحة من المسح الكامل لقياس خشونة سطحها.
تحليل السطح ثنائي الأبعاد
يمكن أيضًا استخراج ملفات تعريف الخط من السطح لإظهار عرض مقطعي للمسمار. تم استخدام التحليل المحيطي ودراسات ارتفاع الخطوة لقياس الأبعاد الدقيقة في موقع معين على المسمار.
خاتمة
في هذا التطبيق، قمنا بعرض قدرة Nanovea 3D Non-Contact Profiler على حساب خشونة السطح المحلي بدقة وقياس ميزات الأبعاد الكبيرة في مسح واحد.
تُظهر البيانات خشونة سطحية محلية تبلغ 0.9637 ميكرومتر. وجد أن نصف قطر المسمار بين الخيوط هو 1.729 ملم، وكان متوسط ارتفاع الخيوط 0.413 ملم. تم تحديد متوسط الزاوية بين الخيوط بـ 61.3 درجة.
تمثل البيانات الموضحة هنا جزءًا فقط من الحسابات المتوفرة في برنامج التحليل.
أُعدت بواسطة
دوانجي لي، دكتوراه، جوناثان توماس، وبيير ليرو
السيراميك: رسم خرائط سريع بميزة تحديد المسافة النانوية لاكتشاف الحبوب
مقدمة
nanoindentation أصبحت تقنية مطبقة على نطاق واسع لقياس السلوكيات الميكانيكية للمواد على نطاقات صغيرةأنا ثانيا. يمكن لمنحنيات إزاحة الحمل عالية الدقة الناتجة عن قياس المسافة البادئة النانوية أن توفر مجموعة متنوعة من الخصائص الفيزيائية والميكانيكية، بما في ذلك الصلابة، ومعامل يونج، والزحف، وصلابة الكسر، وغيرها الكثير.
أهمية المسافة البادئة لرسم الخرائط السريعة
أحد الاختناقات الهامة لمزيد من تعميم تقنية النانو هو استهلاك الوقت. يمكن أن يستغرق رسم خرائط الخصائص الميكانيكية عن طريق إجراء الحفر النانوي التقليدي ساعات بسهولة مما يعيق تطبيق التقنية في صناعات الإنتاج الضخم، مثل أشباه الموصلات والفضاء والأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة والمنتجات الاستهلاكية مثل بلاط السيراميك وغيرها الكثير.
يمكن أن يكون التعيين السريع أمرًا ضروريًا في صناعة تصنيع بلاط السيراميك، ويمكن أن توفر تعيينات معامل الصلابة ويونغ عبر بلاطة سيراميك واحدة توزيعًا للبيانات التي تشير إلى مدى تجانس السطح. يمكن تحديد المناطق الأكثر ليونة على البلاط في هذه الخريطة وإظهار المواقع الأكثر عرضة للفشل من التأثيرات المادية التي تحدث على أساس يومي في مسكن شخص ما. يمكن إجراء التعيينات على أنواع مختلفة من البلاطات لإجراء دراسات مقارنة وعلى مجموعة من البلاطات المماثلة لقياس اتساق البلاط في عمليات مراقبة الجودة. يمكن أن يكون الجمع بين إعدادات القياسات شاملاً ودقيقًا وفعالاً باستخدام طريقة التعيين السريعة.
هدف القياس
في هذه الدراسة ، فإن Nanovea اختبار ميكانيكي، في وضع FastMap يتم استخدامه لرسم خريطة للخصائص الميكانيكية لبلاط الأرضية بسرعات عالية. نعرض قدرة جهاز الاختبار الميكانيكي Nanovea على إجراء تعيينين سريعين للمسافة النانوية بدقة عالية وإمكانية التكرار.
شروط الاختبار
تم استخدام جهاز اختبار Nanovea الميكانيكي لإجراء سلسلة من المسافات البادئة النانوية باستخدام وضع FastMap على بلاط الأرضية باستخدام مسافة بادئة من Berkovich. يتم تلخيص معلمات الاختبار أدناه لمصفوفتي المسافة البادئة اللتين تم إنشاؤهما.
الجدول 1: ملخص معلمة الاختبار.
النتائج والمناقشة
الشكل 1: عرض ثنائي وثلاثي الأبعاد لرسم خرائط صلابة 625 مسافة بادئة.
الشكل 2: صورة مجهرية لمصفوفة ذات مسافة بادئة 625 تعرض الحبوب.
تم إجراء مصفوفة ذات مسافة بادئة 625 على 0.20 مم2 منطقة بها حبوب كبيرة مرئية. كان لهذه الحبوب (الشكل 2) صلابة متوسطة أقل من السطح الكلي للبلاط. يسمح برنامج Nanovea الميكانيكي للمستخدم برؤية خريطة توزيع الصلابة في الوضع ثنائي وثلاثي الأبعاد الموضح في الشكل 1. وباستخدام التحكم عالي الدقة في الموضع لمرحلة العينة، يتيح البرنامج للمستخدمين استهداف مناطق مثل هذه للتعمق رسم خرائط الخواص الميكانيكية.
الشكل 3: عرض ثنائي وثلاثي الأبعاد لرسم خرائط صلابة 1600 مسافة بادئة.
الشكل 4: صورة مجهرية لمصفوفة ذات مسافة بادئة 1600.
تم أيضًا إنشاء مصفوفة ذات مسافة بادئة تبلغ 1600 مسافة على نفس البلاط لقياس تجانس السطح. هنا مرة أخرى، يتمتع المستخدم بالقدرة على رؤية توزيع الصلابة في الوضع ثلاثي الأبعاد أو ثنائي الأبعاد (الشكل 3) بالإضافة إلى صورة المجهر للسطح ذي المسافة البادئة. استناداً إلى توزيع الصلابة المقدم، يمكن أن نستنتج أن المادة مسامية بسبب التشتت المتساوي لنقاط بيانات الصلابة العالية والمنخفضة.
بالمقارنة مع إجراءات التحسس النانوي التقليدية، فإن وضع FastMap في هذه الدراسة أقل استهلاكًا للوقت وأكثر فعالية من حيث التكلفة. فهو يتيح رسم خرائط كمية سريعة للخصائص الميكانيكية بما في ذلك الصلابة ومعامل يونغ ويوفر حلاً للكشف عن الحبوب واتساق المواد وهو أمر بالغ الأهمية لمراقبة الجودة لمجموعة متنوعة من المواد في الإنتاج الضخم.
خاتمة
في هذه الدراسة، عرضنا قدرة جهاز الاختبار الميكانيكي Nanovea على إجراء رسم خرائط سريع ودقيق للمسافة النانوية باستخدام وضع FastMap. تستخدم خرائط الخصائص الميكانيكية الموجودة على بلاط السيراميك التحكم في موضع المراحل (بدقة 0.2 ميكرومتر) وحساسية وحدة القوة لاكتشاف حبيبات السطح وقياس تجانس السطح بسرعة عالية.
تم تحديد معلمات الاختبار المستخدمة في هذه الدراسة بناءً على حجم المصفوفة ومواد العينة. يمكن اختيار مجموعة متنوعة من معلمات الاختبار لتحسين إجمالي وقت دورة المسافة البادئة إلى 3 ثوانٍ لكل مسافة بادئة (أو 30 ثانية لكل 10 مسافات بادئة).
تشتمل جميع وحدات Nano وMicro في جهاز اختبار Nanovea الميكانيكي على المسافة البادئة المتوافقة مع ISO وASTM، وأوضاع اختبار الخدش والتآكل، مما يوفر نطاقًا أوسع وأكثر سهولة في الاستخدام من الاختبارات المتاحة في نظام واحد. يعد نطاق Nanovea الذي لا مثيل له حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الميكانيكية للطلاءات والأغشية والركائز الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو الصلبة، بما في ذلك الصلابة، ومعامل Young، وصلابة الكسر، والالتصاق، ومقاومة التآكل وغيرها الكثير.
بالإضافة إلى ذلك، يتوفر ملف تعريف عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد ووحدة AFM للتصوير ثلاثي الأبعاد عالي الدقة للمسافة البادئة والخدش ومسار التآكل بالإضافة إلى قياسات السطح الأخرى مثل الخشونة.
المؤلف: دوانجي لي، دكتوراه، مراجعة بيير ليرو وجوسلين إسبارزا
تحسين إجراءات التعدين باستخدام تقنية Microindendation
بحوث التعريف الدقيق ومراقبة الجودة
ميكانيكا الصخور هي دراسة السلوك الميكانيكي للكتل الصخرية ويتم تطبيقها في التعدين والحفر وإنتاج المكامن وصناعات البناء المدني. تسمح الأجهزة المتقدمة ذات القياس الدقيق للخصائص الميكانيكية بتحسين الأجزاء والإجراءات داخل هذه الصناعات. يتم ضمان إجراءات مراقبة الجودة الناجحة من خلال فهم ميكانيكا الصخور على النطاق الصغير.
تسليط دقيق هي أداة حاسمة تستخدم للدراسات المتعلقة بميكانيكا الصخور. تعمل هذه التقنيات على تطوير تقنيات الحفر من خلال توفير مزيد من الفهم لخصائص كتلة الصخور. يستخدم Microindentation لتحسين رؤوس الحفر التي تعمل على تحسين إجراءات التعدين. تم استخدام التأين الدقيق لدراسة تكوين الطباشير والمساحيق من المعادن. يمكن أن تشمل دراسات تحديد المسافة الدقيقة الصلابة ، ومعامل يونغ ، والزحف ، وإجهاد الإجهاد ، وصلابة الكسر ، والضغط بأداة واحدة.
هدف القياس
في هذا التطبيق Nanovea اختبار ميكانيكي يقيس صلابة فيكرز (Hv)، ومعامل يونغ، وصلابة الكسر لعينة الصخور المعدنية. تتكون الصخور من البيوتيت والفلسبار والكوارتز التي تشكل مركب الجرانيت القياسي. يتم اختبار كل منها على حدة.
النتائج والمناقشة
يتضمن هذا القسم جدولًا ملخصًا يقارن النتائج الرقمية الرئيسية للعينات المختلفة ، متبوعًا بقوائم النتائج الكاملة ، بما في ذلك كل مسافة بادئة تم إجراؤها ، مصحوبة بصور مجهرية للمسافة البادئة ، عند توفرها. تعرض هذه النتائج الكاملة القيم المقاسة لمعامل الصلابة ومعامل يونغ مثل عمق الاختراق (d) مع متوسطاتها وانحرافاتها المعيارية. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الاختلاف الكبير في النتائج يمكن أن يحدث في حالة أن خشونة السطح في نفس نطاق حجم المسافة البادئة.
جدول ملخص للنتائج العددية الرئيسية للصلابة ومتانة الكسر
خاتمة
يوضح جهاز الاختبار الميكانيكي Nanovea إمكانية التكاثر ونتائج المسافة البادئة الدقيقة على السطح الصلب للصخور المعدنية. تم قياس معامل الصلابة ومعامل يونغ لكل مادة تشكل الجرانيت مباشرةً من منحنيات العمق مقابل منحنيات الحمل. كان السطح الخشن يعني الاختبار بأحمال أعلى قد تكون قد تسببت في حدوث تشققات دقيقة. قد يفسر التكسير الدقيق بعض الاختلافات التي تظهر في القياسات. لم تكن الشقوق ملحوظة من خلال الملاحظة المجهرية القياسية بسبب سطح عينة خشن. لذلك ، لا يمكن حساب أرقام صلابة الكسر التقليدية التي تتطلب قياسات طول الشقوق. بدلاً من ذلك ، استخدمنا النظام لاكتشاف بدء الشقوق من خلال الاضطرابات في العمق مقابل منحنيات الحمل مع زيادة الأحمال.
تم الإبلاغ عن أحمال حد الكسر عند الأحمال التي حدثت فيها حالات الفشل. على عكس اختبارات صلابة الكسر التقليدية التي تقيس ببساطة طول الكسر ، يتم الحصول على الحمل الذي يبدأ عنده كسر العتبة. بالإضافة إلى ذلك ، تسمح البيئة الخاضعة للرقابة والمراقبة عن كثب بقياس الصلابة لاستخدامها كقيمة كمية لمقارنة مجموعة متنوعة من العينات.
الآن ، لنتحدث عن طلبك
فحص الخشونة في الخط
الكشف الفوري عن الخطأ باستخدام ملفات التعريف المضمنة
Surface roughness and texture is vital to the end-use of a product. Fast, quanti able, and reliable inline inspection of the product surface ensures detecting the defective products immediately so as to determine the work
conditions of the production line. It not only improves productivity and e ciency, but also reduces defect rates,
re-work, and waste.
أهمية المحلل في عدم الاتصال لفحص الخشونة على الإنترنت
تنبع العيوب السطحية من معالجة المواد وتصنيع المنتجات. يضمن فحص جودة السطح داخل الخط التحكم الصارم في جودة المنتجات النهائية. النانوفيا مقاييس عدم الاتصال ثلاثية الأبعاد الاستفادة من تقنية البؤر اللونية مع قدرة فريدة لتحديد خشونة العينة دون الاتصال. يمكن تركيب أجهزة استشعار متعددة لمراقبة خشونة وملمس مناطق مختلفة من المنتج في نفس الوقت. تعد عتبة الخشونة المحسوبة في الوقت الفعلي بواسطة برنامج التحليل بمثابة أداة تمرير/فشل سريعة وموثوقة.
هدف القياس
في هذه الدراسة ، تم استخدام نظام ناقل فحص خشونة Nanovea المجهز بجهاز استشعار نقطي لفحص خشونة السطح لعينات الأكريليك وورق الصنفرة. نعرض قدرة Nanovea مقياس ملف تعريف عدم التلامس في توفير فحص سريع وموثوق به للخشونة في خط الإنتاج في الوقت الفعلي.
النتائج والمناقشة
يمكن أن يعمل نظام مقياس ملف تعريف الناقل في وضعين ، وهما وضع الزناد والوضع المستمر. كما هو موضح في الشكل 2 ، يتم قياس خشونة سطح العينات عند مرورها تحت رؤوس ملف التعريف البصري تحت وضع الزناد. بالمقارنة ، يوفر الوضع المستمر قياسًا بدون توقف لخشونة السطح على العينة المستمرة ، مثل الصفائح المعدنية والنسيج. يمكن تركيب مستشعرات بصرية متعددة للملفات التعريفية لمراقبة وتسجيل خشونة مناطق العينة المختلفة.
أثناء قياس فحص الخشونة في الوقت الفعلي ، يتم عرض تنبيهات النجاح والفشل على نوافذ البرنامج كما هو موضح في الشكل 4 والشكل 5. عندما تكون قيمة الخشونة ضمن الحدود المحددة ، يتم تمييز الخشونة المقاسة باللون الأخضر. ومع ذلك ، يتحول الإبراز إلى اللون الأحمر عندما تكون خشونة السطح المقاسة خارج نطاق قيم العتبة المحددة. يوفر هذا أداة للمستخدم لتحديد جودة تشطيب سطح المنتج.
في الأقسام التالية ، يتم استخدام نوعين من العينات ، على سبيل المثال أكريليك وورق صنفرة ، لبيان الزناد والنمط المستمر لنظام الفحص.
وضع الزناد: فحص سطح عينة الاكريليك
يتم محاذاة سلسلة من عينات الأكريليك على الحزام الناقل وتتحرك أسفل رأس أداة التعريف البصرية كما هو موضح في الشكل 1. ويظهر عرض اللون الخاطئ في الشكل 6 تغير ارتفاع السطح. تم صقل بعض عينات الأكريليك النهائية التي تشبه المرآة لإنشاء نسيج سطح خشن كما هو موضح في الشكل 6 ب.
نظرًا لأن عينات الأكريليك تتحرك بسرعة ثابتة تحت رأس ملف التعريف البصري ، يتم قياس المظهر الجانبي للسطح كما هو موضح في الشكل 7 والشكل 8. يتم حساب قيمة الخشونة للملف الشخصي المقاس في نفس الوقت ومقارنتها بقيم العتبة. يتم تشغيل تنبيه الفشل الأحمر عندما تكون قيمة الخشونة أعلى من الحد المحدد ، مما يسمح للمستخدمين باكتشاف المنتج المعيب وتحديد موقعه على خط الإنتاج على الفور.
الوضع المستمر: فحص السطح لعينة ورق الصنفرة
خريطة ارتفاع السطح وخريطة توزيع الخشونة وخريطة حد خشونة المرور / الفشل لسطح عينة ورق الصنفرة كما هو موضح في الشكل 9. تحتوي عينة ورق الصنفرة على زوج من القمم الأعلى في الجزء المستخدم كما هو موضح في خريطة ارتفاع السطح. تمثل الألوان المختلفة في لوح التحميل في الشكل 9 ج قيمة خشونة السطح المحلي. تُظهر Roughness Map خشونة متجانسة في المنطقة السليمة لعينة ورق الصنفرة ، بينما يتم تمييز المنطقة المستخدمة باللون الأزرق الداكن ، مما يشير إلى انخفاض قيمة الخشونة في هذه المنطقة. يمكن إعداد عتبة خشونة النجاح / الفشل لتحديد هذه المناطق كما هو موضح في الشكل 9 د.
نظرًا لأن ورق الصنفرة يمر باستمرار أسفل مستشعر ملف التعريف المضمن ، يتم حساب قيمة الخشونة المحلية في الوقت الفعلي وتسجيلها كما هو موضح في الشكل 10. يتم عرض تنبيهات النجاح / الفشل على شاشة البرنامج بناءً على قيم عتبة الخشونة المحددة ، والتي تقدم الخدمة كأداة سريعة وموثوقة لمراقبة الجودة. يتم فحص جودة سطح المنتج في خط الإنتاج في الموقع لاكتشاف المناطق المعيبة في الوقت المناسب.
خاتمة
في هذا التطبيق ، أظهرنا أن مقياس ملف تعريف ناقل Nanovea المجهز بمستشعر بصري لملف التعريف غير متصل يعمل كأداة مراقبة جودة مضمنة موثوقة بفعالية وكفاءة.
يمكن تثبيت نظام الفحص في خط الإنتاج لمراقبة جودة سطح المنتجات في الموقع. تعمل عتبة الخشونة كمعايير يمكن الاعتماد عليها لتحديد جودة سطح المنتجات ، مما يسمح للمستخدمين بملاحظة المنتجات المعيبة في الوقت المناسب. يتم توفير وضعين للفحص ، وهما وضع المشغل والوضع المستمر ، لتلبية متطلبات الفحص على أنواع مختلفة من المنتجات.
تمثل البيانات الموضحة هنا جزءًا فقط من الحسابات المتوفرة في برنامج التحليل. تقيس مقاييس ملف تعريف نانوفيا أي سطح تقريبًا في المجالات بما في ذلك أشباه الموصلات ، والإلكترونيات الدقيقة ، والطاقة الشمسية ، والألياف ، والبصريات ، والسيارات ، والفضاء ، والمعادن ، والآلات ، والطلاء ، والأدوية ، والطب الحيوي ، والبيئة وغيرها الكثير.
الآن ، لنتحدث عن طلبك
اختبار ارتداء الكتلة على الحلقة
أهمية تقييم ارتداء البلوك على الحلبة
التآكل المنزلق هو الفقد التدريجي للمواد الذي ينتج عن انزلاق مادتين ضد بعضهما البعض في منطقة التلامس تحت الحمل. يحدث ذلك حتماً في مجموعة متنوعة من الصناعات التي تعمل فيها الآلات والمحركات ، بما في ذلك السيارات والفضاء والنفط والغاز وغيرها الكثير. تسبب حركة الانزلاق هذه تآكلًا ميكانيكيًا خطيرًا ونقل المواد على السطح ، مما قد يؤدي إلى انخفاض كفاءة الإنتاج أو أداء الماكينة أو حتى تلف الجهاز.
غالبًا ما يتضمن التآكل المنزلق آليات تآكل معقدة تحدث عند سطح التلامس، مثل تآكل الالتصاق، وتآكل الجسمين، وتآكل ثلاثة أجسام، وتآكل التعب. يتأثر سلوك تآكل المواد بشكل كبير ببيئة العمل، مثل التحميل العادي والسرعة والتآكل والتشحيم. متعدد الاستخدامات تريبومتر التي يمكنها محاكاة ظروف العمل الواقعية المختلفة ستكون مثالية لتقييم التآكل.
يعد اختبار Block-on-Ring (ASTM G77) تقنية مستخدمة على نطاق واسع لتقييم سلوكيات التآكل المنزلق للمواد في ظروف محاكاة مختلفة، ويسمح بتصنيف موثوق لأزواج المواد لتطبيقات احتكاكية محددة.
يعد اختبار Block-on-Ring (ASTM G77) تقنية مستخدمة على نطاق واسع لتقييم سلوكيات التآكل المنزلق للمواد في ظروف محاكاة مختلفة، ويسمح بتصنيف موثوق لأزواج المواد لتطبيقات احتكاكية محددة.
هدف القياس
في هذا التطبيق ، يقيس جهاز الفحص الميكانيكي Nanovea YS و UTS من عينات الفولاذ المقاوم للصدأ SS304 وعينات سبائك الألومنيوم Al6061 المعدنية. تم اختيار العينات لقيم YS و UTS المعترف بها بشكل شائع والتي توضح موثوقية طرق المسافة البادئة لـ Nanovea.
تم تقييم سلوك التآكل المنزلق لكتلة H-30 على حلقة S-10 بواسطة مقياس الاحتكاك الخاص بـ Nanovea باستخدام وحدة Block-on-Ring. كتلة H-30 مصنوعة من فولاذ أداة 01 بصلابة 30HRC، في حين أن الحلقة S-10 مصنوعة من الفولاذ من النوع 4620 بصلابة سطحية 58 إلى 63 HRC وقطر الحلقة ~ 34.98 ملم. تم إجراء اختبارات الكتلة على الحلقة في بيئات جافة ومشحمة لدراسة التأثير على سلوك التآكل. تم إجراء اختبارات التشحيم في الزيوت المعدنية الثقيلة USP. تم فحص مسار التآكل باستخدام Nanovea مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد. يتم تلخيص معلمات الاختبار في الجدول 1. تم تقييم معدل التآكل (K) باستخدام الصيغة K=V/(F×s)، حيث V هو الحجم البالي، F هو الحمل الطبيعي، s هي المسافة المنزلقة.
النتائج والمناقشة
يقارن الشكل 2 معامل الاحتكاك (COF) لاختبارات Block-on-Ring في البيئات الجافة والمشحمة. تحتوي الكتلة على احتكاك أكبر بكثير في البيئة الجافة مقارنة بالبيئة المشحمة. COF
يتقلب خلال فترة التشغيل في أول 50 ثورة ويصل إلى COF ثابت يبلغ ~ 0.8 لبقية اختبار التآكل في 200 ثورة. بالمقارنة، فإن اختبار Block-on-Ring الذي تم إجراؤه في تشحيم الزيوت المعدنية الثقيلة USP يُظهر COF منخفضًا ثابتًا يبلغ 0.09 طوال اختبار التآكل ذو 500000 ثورة. يقلل زيت التشحيم بشكل كبير من COF بين الأسطح بمقدار 90 مرة تقريبًا.
يوضح الشكلان 3 و 4 الصور البصرية والمقاطع العرضية ثنائية الأبعاد لندبات التآكل على الكتل بعد اختبارات التآكل الجافة والمزلقة. يتم سرد أحجام مسار التآكل ومعدلات التآكل في الجدول 2. تُظهر الكتلة الفولاذية بعد اختبار التآكل الجاف بسرعة دوران منخفضة تبلغ 72 دورة في الدقيقة لـ 200 دورة حجم ندبة تآكل كبيرة تبلغ 9.45 مم˙. وبالمقارنة ، فإن اختبار التآكل الذي يتم إجراؤه بسرعة أعلى تبلغ 197 دورة في الدقيقة لـ 500000 دورة في زيوت التشحيم بالزيوت المعدنية ينتج عنه حجم مسار تآكل أصغر بكثير يبلغ 0.03 مم˙.
تُظهر الصور الموجودة في ÿgure 3 حدوث تآكل شديد أثناء الاختبارات في الظروف الجافة مقارنة بالتآكل الخفيف الناتج عن اختبار التآكل المزلّق. تعمل الحرارة العالية والاهتزازات الشديدة المتولدة أثناء اختبار التآكل الجاف على تعزيز أكسدة الحطام المعدني مما يؤدي إلى تآكل شديد لثلاثة أجسام. في اختبار التزليق ، يقلل الزيت المعدني من الاحتكاك ويبرد وجه التلامس بالإضافة إلى نقل الحطام الكاشطة الناتج أثناء التآكل. وهذا يؤدي إلى انخفاض كبير في معدل التآكل بمعامل ~ 8 × 10. يوضح هذا الاختلاف الكبير في مقاومة التآكل في بيئات مختلفة أهمية محاكاة التآكل الانزلاقي المناسبة في ظروف الخدمة الواقعية.
يمكن أن يتغير سلوك التآكل بشكل كبير عند إدخال تغييرات صغيرة في ظروف الاختبار. إن تعدد استخدامات مقياس النبض في Nanovea يسمح بقياس التآكل في درجات الحرارة العالية ، والتشحيم ، وظروف تريبوكوروسيون. يتيح التحكم الدقيق في السرعة والموضع بواسطة المحرك المتقدم إجراء اختبارات التآكل بسرعات تتراوح من 0.001 إلى 5000 دورة في الدقيقة ، مما يجعله أداة مثالية لمختبرات البحث / الاختبار لفحص التآكل في مختلف الظروف الترايبولوجية.
تم فحص حالة سطح العينات بواسطة جهاز القياس البصري غير المتصل بـ Nanovea. يوضح الشكل 5 الشكل المورفولوجي السطحي للحلقات بعد اختبارات التآكل. تتم إزالة شكل الأسطوانة لتقديم أفضل مظهر وخشونة السطح الناتجة عن عملية التآكل المنزلق. حدث تخشين السطح بشكل كبير بسبب عملية الكشط ثلاثية الأجسام أثناء اختبار التآكل الجاف لـ 200 دورة. تظهر الكتلة والحلقة بعد اختبار التآكل الجاف خشونة Ra تبلغ 14.1 و 18.1 ميكرومتر ، على التوالي ، مقارنة بـ 5.7 و 9.1 ميكرومتر على المدى الطويل 500000 - اختبار التآكل المشحم بالثورة بسرعة أعلى. يوضح هذا الاختبار أهمية التشحيم المناسب لتلامس أسطوانة حلقة المكبس. يؤدي التآكل الشديد إلى إتلاف سطح التلامس بسرعة دون تزييت ويؤدي إلى تدهور لا رجعة فيه في جودة الخدمة وحتى كسر المحرك.
خاتمة
نعرض في هذه الدراسة كيفية استخدام مقياس Tribometer الخاص بـ Nanovea لتقييم سلوك التآكل المنزلق للزوجين المعدنيين الفولاذيين باستخدام وحدة Block-on-Ring التي تتبع معيار ASTM G77. يلعب زيت التشحيم دورًا حاسمًا في خصائص التآكل لزوج المواد. يقلل الزيت المعدني من معدل تآكل كتلة H-30 بعامل ~8×10ˆ وCOF بمقدار ~90 مرة. إن تعدد استخدامات مقياس Tribometer الخاص بـ Nanovea يجعله أداة مثالية لقياس سلوك التآكل في ظل ظروف التشحيم المختلفة ودرجات الحرارة المرتفعة وظروف التآكل الثلاثي.
يقدم مقياس Tribometer من Nanovea اختبارًا دقيقًا ومتكررًا للتآكل والاحتكاك باستخدام الأوضاع الدورانية والخطية المتوافقة مع ISO وASTM، مع وحدات اختيارية للتآكل والتشحيم والتآكل الثلاثي عند درجة الحرارة العالية متوفرة في نظام واحد متكامل مسبقًا. يعد نطاق Nanovea الذي لا مثيل له حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الاحتكاكية للطبقات والأغشية والركائز الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو الصلبة.
الآن ، لنتحدث عن طلبك
تحليل المواد المركبة باستخدام قياس الأبعاد ثلاثي الأبعاد
أهمية قياس ملامح عدم الاتصال للمواد المركبة
من الأهمية بمكان أن يتم تقليل العيوب إلى أدنى حد ، لذا فإن المواد المركبة تكون قوية قدر الإمكان في تطبيقات التعزيز. كمواد متباينة الخواص ، فمن الأهمية بمكان أن يكون اتجاه النسج متسقًا للحفاظ على القدرة على التنبؤ بالأداء العالي. تتمتع المواد المركبة بأعلى نسب مقاومة للوزن مما يجعلها أقوى من الفولاذ في بعض الحالات. من المهم الحد من مساحة السطح المكشوفة في المركبات لتقليل الضعف الكيميائي وتأثيرات التمدد الحراري. يعد فحص سطح قياس بروفيلومتر أمرًا بالغ الأهمية لمراقبة جودة إنتاج المواد المركبة لضمان الأداء القوي على مدار فترة خدمة طويلة.
نانوفيا مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد يختلف عن تقنيات قياس السطح الأخرى مثل مجسات اللمس أو قياس التداخل. تستخدم مقاييس ملفات التعريف لدينا اللوني المحوري لقياس أي سطح تقريبًا ويسمح التدريج المفتوح لعينات من أي حجم دون الحاجة إلى إعداد. يتم الحصول على النانو من خلال القياسات الكلية أثناء قياس المظهر الجانبي للسطح مع عدم وجود تأثير من انعكاس العينة أو الامتصاص. تقيس ملفات التعريف لدينا بسهولة أي مادة: شفافة، وغير شفافة، ومرآة، ومنتشرة، ومصقولة، وخشنة مع القدرة المتقدمة على قياس زوايا السطح العالية دون أي معالجة برمجية. توفر تقنية مقياس عدم الاتصال القدرة المثالية وسهلة الاستخدام لتحقيق أقصى قدر من الدراسات السطحية للمواد المركبة؛ إلى جانب فوائد القدرة المدمجة ثنائية وثلاثية الأبعاد.
هدف القياس
قام مقياس ملف التعريف Nanovea HS2000L المستخدم في هذا التطبيق بقياس سطح نسجين من مركبات ألياف الكربون. يتم استخدام خشونة السطح ، وطول النسج ، والتناحي الخواص ، والتحليل النمطي هندسي متكرر ، ومعلمات السطح الأخرى لتوصيف المركبات. تم اختيار المنطقة التي تم قياسها بشكل عشوائي وافترض أنها كبيرة بما يكفي بحيث يمكن مقارنة قيم الخصائص باستخدام برنامج تحليل السطح القوي من Nanovea.
النتائج والمناقشة
تحليل السطح
تحدد معلمات الارتفاع كيف ستكون الأجزاء المركبة الخشنة مع نسبة ألياف إلى مصفوفة منخفضة. تقارن نتائجنا أنواع النسج المختلفة والأقمشة لتحديد معالجة السطح النهائية. يصبح تشطيب السطح أمرًا بالغ الأهمية في التطبيقات التي قد تتدخل فيها الديناميكا الهوائية.
الخواص
يظهر الخواص اتجاهية النسج لتحديد قيم الممتلكات المتوقعة. توضح دراستنا كيف يكون المركب ثنائي الاتجاه ~ 60% متناحٍ كما هو متوقع. وفي الوقت نفسه ، يكون المركب أحادي الاتجاه ~ 13% خواص الخواص بسبب الألياف القوية لاتجاه مسار الألياف الأحادية.
تحليل النسج
يحدد حجم النسج اتساق التعبئة وعرض الألياف المستخدمة في المركب. توضح دراستنا مدى سهولة قياس حجم النسج وصولاً إلى دقة الميكرون لضمان جودة الأجزاء.
تحليل الملمس
يشير تحليل النسيج للطول الموجي السائد إلى أن حجم الشريط لكلا المركبين يبلغ سمكه 4.27 ميكرون. يحدد تحليل البعد الكسري لسطح الألياف النعومة للعثور على مدى سهولة ضبط الألياف في مصفوفة. البعد الفركتلي للألياف أحادية الاتجاه أعلى من الألياف ثنائية الاتجاه التي قد تؤثر على معالجة المركبات.
خاتمة
في هذا التطبيق ، أظهرنا أن مقياس التشكيل الجانبي عدم الاتصال Nanovea HS2000L يميز بدقة السطح الليفي للمواد المركبة. لقد ميزنا الاختلافات بين أنواع نسج ألياف الكربون مع معلمات الارتفاع والتناحي وتحليل النسيج وقياسات المسافة إلى جانب المزيد.
تعمل قياسات سطح مقياس البروفايل الخاصة بنا على تخفيف الضرر المركب بدقة وبسرعة مما يقلل من العيوب في الأجزاء ، مما يزيد من قدرة المواد المركبة إلى أقصى حد. تتراوح سرعة مقياس التشكيل الجانبي ثلاثي الأبعاد من Nanovea من <1 مم / ثانية إلى 500 مم / ثانية لملاءمتها في تطبيقات البحث لاحتياجات الفحص عالي السرعة. مقياس النواحي النانوية هو الحل
لأي حاجة قياس مركب.
الآن ، لنتحدث عن طلبك
تقييم صلابة الأنسجة البيولوجية باستخدام Nanoindentation
أهمية التأثر النانوي للأنسجة البيولوجية
تتطلب الاختبارات الميكانيكية التقليدية (الصلابة والالتصاق والضغط والثقب وقوة الخضوع وما إلى ذلك) دقة وموثوقية أكبر في بيئات مراقبة الجودة الحالية مع مجموعة واسعة من المواد المتقدمة من الأنسجة إلى المواد الهشة. فشلت الأجهزة الميكانيكية التقليدية في توفير التحكم الدقيق في الحمل والدقة المطلوبة للمواد المتقدمة. تتطلب التحديات المرتبطة بالمواد الحيوية تطوير اختبارات ميكانيكية قادرة على التحكم الدقيق في الحمل على المواد شديدة الليونة. تتطلب هذه المواد أحمال اختبار منخفضة للغاية مع نطاق عمق كبير لضمان قياس الممتلكات المناسب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إجراء العديد من أنواع الاختبارات الميكانيكية المختلفة على نظام واحد مما يسمح بوظائف أكبر. يوفر هذا مجموعة من القياسات المهمة على المواد الحيوية بما في ذلك الصلابة ومعامل المرونة ومعامل الفقد والتخزين والزحف بالإضافة إلى مقاومة الخدش ونقاط فشل قوة الخضوع.
هدف القياس
في هذا التطبيق ، يتم استخدام جهاز اختبار Nanovea الميكانيكي في وضع المسافة النانوية لدراسة معامل الصلابة والمرونة لثلاث مناطق منفصلة من بدائل المواد الحيوية على الدهون ، واللحوم الخفيفة ، ومناطق اللحوم المظلمة في بروسسيوتو.
تستند المسافة البادئة بالنانو إلى معايير المسافة البادئة الآلية ASTM E2546 و ISO 14577. وهي تستخدم طرقًا راسخة حيث يتم دفع طرف indenter من الهندسة المعروفة إلى موقع معين من مادة الاختبار مع زيادة الحمل الطبيعي المتحكم فيه. عند الوصول إلى أقصى عمق محدد مسبقًا ، يتم تقليل الحمل العادي حتى يحدث الاسترخاء التام. يتم تطبيق الحمل بواسطة مشغل بيزو ويتم قياسه في حلقة مضبوطة بخلية تحميل عالية الحساسية. أثناء التجارب ، تتم مراقبة موضع indenter بالنسبة لسطح العينة باستخدام مستشعر سعوي عالي الدقة. توفر منحنيات الحمل والإزاحة الناتجة بيانات خاصة بالطبيعة الميكانيكية للمادة المختبرة. النماذج القائمة تحسب الصلابة الكمية وقيم المعامل باستخدام البيانات المقاسة. المسافة النانوية مناسبة لحمل منخفض وقياسات عمق الاختراق بمقاييس نانومتر.
النتائج والمناقشة
تعرض هذه الجداول أدناه القيم المقاسة للصلابة ومعامل يونغ بمتوسطات وانحرافات معيارية. قد تسبب خشونة السطح العالية اختلافات كبيرة في النتائج بسبب حجم المسافة البادئة الصغيرة.
تحتوي منطقة الدهون على حوالي نصف صلابة مناطق اللحوم. تسببت معالجة اللحوم في أن تكون منطقة اللحم الداكنة أصعب من منطقة اللحم الفاتحة. معامل المرونة والصلابة لهما علاقة مباشرة بشعور الفم بمضغ مناطق الدهون واللحوم. تستمر منطقة الدهون واللحوم الخفيفة في الزحف بمعدل أعلى من اللحوم الداكنة بعد 60 ثانية.
النتائج التفصيلية - الدهون
النتائج التفصيلية - لحم خفيف
النتائج التفصيلية - اللحوم الداكنة
خاتمة
في هذا التطبيق، Nanovea اختبار ميكانيكي في وضع nanoindentation، تم تحديد الخواص الميكانيكية بشكل موثوق لمناطق الدهون واللحوم مع التغلب على خشونة سطح العينة العالية. وقد أظهر هذا القدرة الواسعة التي لا مثيل لها للاختبار الميكانيكي لشركة Nanovea. يوفر النظام في الوقت نفسه قياسات دقيقة للخصائص الميكانيكية للمواد شديدة الصلابة والأنسجة البيولوجية الناعمة.
تضمن خلية الحمل في التحكم في الحلقة المغلقة مع جدول بيزو قياسًا دقيقًا للمواد الهلامية الصلبة أو اللينة من 1 إلى 5 كيلو باسكال. باستخدام نفس النظام ، من الممكن اختبار المواد الحيوية بأحمال أعلى تصل إلى 400 نيوتن. يمكن استخدام التحميل متعدد الدورات لاختبار الإجهاد ويمكن الحصول على معلومات قوة الخضوع في كل منطقة باستخدام طرف ماسي أسطواني مسطح. بالإضافة إلى ذلك ، باستخدام التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA) ، يمكن تقييم خواص المرونة اللزجة ومعايير التخزين بدقة عالية باستخدام التحكم في حمل الحلقة المغلقة. تتوفر أيضًا الاختبارات في درجات حرارة مختلفة وتحت السوائل على نفس النظام.
لا يزال جهاز الاختبار الميكانيكي لـ Nanovea هو الأداة المتفوقة لتطبيقات البوليمر / الهلام البيولوجية واللينة.
الآن ، لنتحدث عن طلبك
تقييم الاهتراء والخدش للأسلاك النحاسية المعالجة بالسطح
أهمية تقييم اهتراء وخدش الأسلاك النحاسية
للنحاس تاريخ طويل من الاستخدام في الأسلاك الكهربائية منذ اختراع المغناطيس الكهربائي والتلغراف. يتم استخدام الأسلاك النحاسية في مجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية مثل الألواح والعدادات وأجهزة الكمبيوتر وآلات الأعمال والأجهزة بفضل مقاومتها للتآكل وقابلية اللحام والأداء في درجات حرارة مرتفعة تصل إلى 150 درجة مئوية. يستخدم ما يقرب من نصف النحاس المستخرج في تصنيع الأسلاك الكهربائية وموصلات الكابلات.
تعد جودة سطح الأسلاك النحاسية أمرًا بالغ الأهمية لأداء خدمة التطبيق وعمره. قد تؤدي العيوب الدقيقة في الأسلاك إلى التآكل المفرط ، وبدء الشقوق وانتشارها ، وانخفاض الموصلية ، وقابلية اللحام غير الكافية. تزيل المعالجة المناسبة للأسطح النحاسية عيوب السطح الناتجة أثناء سحب الأسلاك مما يحسن مقاومة التآكل والخدش والتآكل. تتطلب العديد من تطبيقات الفضاء مع الأسلاك النحاسية سلوكًا متحكمًا لمنع حدوث عطل غير متوقع في المعدات. هناك حاجة إلى قياسات موثوقة وقابلة للقياس الكمي لتقييم مقاومة التآكل والخدش بشكل صحيح لسطح الأسلاك النحاسية.
هدف القياس
في هذا التطبيق ، نقوم بمحاكاة عملية تآكل متحكم بها لمعالجات مختلفة لأسطح الأسلاك النحاسية. اختبار الخدش يقيس الحمل المطلوب للتسبب في فشل الطبقة السطحية المعالجة. تعرض هذه الدراسة النانوفيا ثلاثي الأبعاد و اختبار ميكانيكي كأدوات مثالية لتقييم ومراقبة جودة الأسلاك الكهربائية.
إجراءات الاختبار وإجراءاته
تم تقييم معامل الاحتكاك (COF) ومقاومة التآكل لمعالجتين سطحيتين مختلفتين على الأسلاك النحاسية (السلك A والسلك B) بواسطة مقياس Tribometer Nanovea باستخدام وحدة التآكل الترددية الخطية. كرة Al₂O₃ (قطرها 6 مم) هي المادة المضادة المستخدمة في هذا التطبيق. تم فحص مسار التآكل باستخدام Nanovea مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد. يتم تلخيص معلمات الاختبار في الجدول 1.
تم استخدام كرة Al₂O الملساء كمواد مضادة كمثال في هذه الدراسة. يمكن تطبيق أي مادة صلبة ذات شكل وتشطيب سطحي مختلفين باستخدام تركيبات مخصصة لمحاكاة حالة التطبيق الفعلية.
أجرى اختبار Nanovea الميكانيكي المجهز بقلم Rockwell C الماسي (نصف قطر 100 ميكرومتر) اختبارات خدش الحمل التدريجي على الأسلاك المطلية باستخدام وضع الخدش الصغير. يتم عرض معلمات اختبار الخدش وهندسة الأطراف في الجدول 2.
النتائج والمناقشة
ارتداء الأسلاك النحاسية:
يوضح الشكل 2 تطور COF للأسلاك النحاسية أثناء اختبارات التآكل. يُظهر السلك A COF ثابتًا بمقدار 0.4 ~ طوال اختبار التآكل بينما يُظهر السلك B COF من ~ 0.35 في أول 100 دورة ويزيد تدريجياً إلى ~ 0.4.
يقارن الشكل 3 مسارات اهتراء الأسلاك النحاسية بعد الاختبارات. قدم مقياس أبعاد عدم التلامس ثلاثي الأبعاد من Nanovea تحليلًا فائقًا للتشكيل التفصيلي لمسارات التآكل. يسمح بتحديد مباشر ودقيق لحجم مسار التآكل من خلال توفير فهم أساسي لآلية التآكل. يحتوي سطح السلك B على تلف كبير في مسار التآكل بعد 600 ثورة من اختبار التآكل. يُظهر العرض ثلاثي الأبعاد لمقياس التشكيل الجانبي إزالة الطبقة المعالجة السطحية من السلك B تمامًا مما أدى إلى تسريع عملية التآكل بشكل كبير. ترك هذا مسار تآكل مسطح على السلك B حيث تتعرض الركيزة النحاسية. قد يؤدي هذا إلى تقصير كبير في عمر المعدات الكهربائية حيث يتم استخدام السلك ب. بالمقارنة ، يُظهر السلك A تآكلًا خفيفًا نسبيًا يظهر من خلال مسار تآكل ضحل على السطح. لم تتم إزالة الطبقة المعالجة بالسطح على السلك A مثل الطبقة الموجودة على السلك B في نفس الظروف.
مقاومة خدش سطح الأسلاك النحاسية:
يوضح الشكل 4 مسارات الخدش على الأسلاك بعد الاختبار. تُظهر الطبقة الواقية للسلك A مقاومة جيدة للخدش. ينفصل عند حمولة تبلغ حوالي 12.6 نيوتن. وبالمقارنة ، فشلت الطبقة الواقية من السلك B عند حمل ~ 1.0 نيوتن.مثل هذا الاختلاف الكبير في مقاومة الخدش لهذه الأسلاك يساهم في أداء التآكل ، حيث يمتلك السلك A تعزيزًا كبيرًا ارتداء المقاومة. يوفر تطور القوة العادية و COF والعمق أثناء اختبارات الخدش الموضحة في الشكل 5 مزيدًا من المعلومات حول فشل الطلاء أثناء الاختبارات.
خاتمة
في هذه الدراسة الخاضعة للرقابة ، عرضنا مقياس تربومتر Nanovea الذي يجري تقييمًا كميًا لمقاومة التآكل للأسلاك النحاسية المعالجة بالسطح ، والاختبار الميكانيكي لـ Nanovea الذي يوفر تقييمًا موثوقًا لمقاومة خدش الأسلاك النحاسية. تلعب معالجة سطح الأسلاك دورًا مهمًا في الخواص الميكانيكية الميكانيكية خلال فترة حياتها. المعالجة المناسبة لسطح السلك مقاومة محسّنة للخدش والاحتكاك بشكل كبير ، وهو أمر بالغ الأهمية في أداء وعمر الأسلاك الكهربائية في البيئات القاسية.
يوفر مقياس الاحتكاك من Nanovea اختبارًا دقيقًا ومتكررًا للتآكل والاحتكاك باستخدام أوضاع دوارة وخطية متوافقة مع ISO و ASTM ، مع تآكل اختياري بدرجة حرارة عالية ، وتزييت ، ووحدات تآكل تريبو متوفرة في نظام واحد متكامل مسبقًا. تعد مجموعة Nanovea التي لا مثيل لها حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الترايبولوجية للطلاءات والأغشية والركائز الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو الصلبة.
قوة الغلة والشد للصلب والألمنيوم
أهمية قوة الإنتاجية وقياس قوة الشد القصوى باستخدام المسافة البادئة
تم اختبار قوة الخضوع التقليدية وقوة الشد القصوى باستخدام آلة اختبار شد كبيرة تتطلب قوة هائلة لفصل عينات الاختبار عن بعضها. يعد تشغيل العديد من كوبونات الاختبار بشكل صحيح لمادة ما أمرًا مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً حيث لا يمكن اختبار كل عينة إلا مرة واحدة. تخلق العيوب الصغيرة في العينة تباينًا ملحوظًا في نتائج الاختبار. غالبًا ما تؤدي التكوينات والمحاذاة المختلفة لأجهزة اختبار الشد في السوق إلى اختلافات جوهرية في ميكانيكا الاختبار والنتائج.
توفر طريقة المسافة البادئة المبتكرة من Nanovea بشكل مباشر قيم قوة الخضوع وقوة الشد المطلقة المماثلة للقيم التي تم قياسها بواسطة اختبارات الشد التقليدية. يفتح هذا القياس مجالًا جديدًا من إمكانيات الاختبار لجميع الصناعات. يقلل الإعداد التجريبي البسيط بشكل كبير من وقت تحضير العينة والتكلفة مقارنة بشكل القسيمة المعقد المطلوب لاختبارات الشد. يمكن إجراء قياسات متعددة على عينة واحدة بحجم صغير للمسافة البادئة. يمنع تأثير العيوب التي تظهر في كوبونات اختبار الشد التي تم إنشاؤها أثناء تصنيع العينة. تسمح قياسات YS و UTS على عينات صغيرة في منطقة محددة برسم الخرائط واكتشاف العيوب المحلية في خطوط الأنابيب أو الهياكل الآلية.
هدف القياس
في هذا التطبيق ، فإن Nanovea اختبار ميكانيكي يقيس قوة الخضوع وقوة الشد القصوى لعينات سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ SS304 والألومنيوم Al6061. تم اختيار العينات وفقًا لقيم قوة الخضوع وقوة الشد القصوى المعترف بها عمومًا، والتي توضح مدى موثوقية طرق المسافة البادئة الخاصة بشركة Nanovea.
إجراءات الاختبار وإجراءاته
تم إجراء اختبارات قوة الغلة وقوة الشد القصوى على جهاز الفحص الميكانيكي Nanovea في تسليط دقيق وضع. تم استخدام طرف ماسي أسطواني مسطح بقطر 200 ميكرون لهذا التطبيق. تم اختيار سبائك SS304 و Al6061 لتطبيقها الصناعي الواسع وقيم قوة الخضوع المعترف بها عمومًا وقوة الشد المطلقة ، من أجل إظهار الإمكانات الكبيرة وموثوقية طريقة المسافة البادئة. تم صقل العينات ميكانيكيًا إلى تشطيب يشبه المرآة قبل الاختبار لتجنب خشونة السطح أو تأثير العيب على نتائج الاختبار. تم سرد شروط الاختبار في الجدول 1. تم إجراء أكثر من عشرة اختبارات على كل عينة لضمان تكرار قيم الاختبار.
النتائج والمناقشة
تظهر منحنيات إزاحة الحمل لعينات سبائك SS304 و Al6061 في الشكل 3 مع وجود بصمات مسافة بادئة مسطحة على عينات الاختبار المدرجة. يحسب تحليل منحنى التحميل على شكل "S" باستخدام خوارزميات خاصة طورتها Nanovea قوة الخضوع وقوة الشد القصوى. يتم حساب القيم تلقائيًا بواسطة البرنامج كما تم تلخيصها في الجدول 1. يتم سرد قيم قوة العائد وقوة الشد القصوى التي تم الحصول عليها بواسطة اختبارات الشد التقليدية للمقارنة.
خاتمة
في هذه الدراسة، عرضنا قدرة جهاز الاختبار الميكانيكي Nanovea في تقييم قوة الخضوع وقوة الشد القصوى لعينات صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الألومنيوم. الإعداد التجريبي البسيط يقلل بشكل كبير من الوقت والتكلفة اللازمة لإعداد العينات المطلوبة لاختبارات الشد. يتيح حجم المسافة البادئة الصغيرة إجراء قياسات متعددة على عينة واحدة. تسمح هذه الطريقة بإجراء قياسات YS/UTS على عينات صغيرة ومناطق محلية، مما يوفر حلاً لرسم خرائط YS/UTS واكتشاف العيوب المحلية لخطوط الأنابيب أو الهيكل التلقائي.
تشتمل جميع وحدات Nano أو Micro أو Macro في جهاز اختبار Nanovea الميكانيكي على المسافة البادئة المتوافقة مع ISO وASTM، وأوضاع اختبار الخدش والتآكل، مما يوفر نطاقًا أوسع وأكثر سهولة في الاستخدام من الاختبارات المتوفرة في نظام واحد. يعد نطاق Nanovea الذي لا مثيل له حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الميكانيكية للطلاءات والأغشية والركائز الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو الصلبة، بما في ذلك الصلابة، ومعامل Young، وصلابة الكسر، والالتصاق، ومقاومة التآكل وغيرها الكثير. بالإضافة إلى ذلك، يتوفر ملف تعريف عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد ووحدة AFM للتصوير ثلاثي الأبعاد عالي الدقة للمسافة البادئة والخدش ومسار التآكل بالإضافة إلى قياسات السطح الأخرى مثل الخشونة.
تحميل ديناميكي ترايبولوجي
تحميل ديناميكي ترايبولوجي
مقدمة
يحدث التآكل في كل قطاع صناعي تقريبًا ويفرض تكاليف تبلغ ~ 0.75% من الناتج المحلي الإجمالي 1. تعتبر أبحاث الترايبولوجي أمرًا حيويًا في تحسين كفاءة الإنتاج وأداء التطبيق ، فضلاً عن الحفاظ على المواد والطاقة والبيئة. يحدث الاهتزاز والتذبذب حتمًا في مجموعة واسعة من التطبيقات الترايبولوجية. يعمل الاهتزاز الخارجي المفرط على تسريع عملية التآكل ويقلل من أداء الخدمة مما يؤدي إلى أعطال كارثية للأجزاء الميكانيكية.
تطبق مقاييس الحمل الميتة التقليدية أحمالًا عادية حسب أوزان الكتلة. لا تقصر تقنية التحميل هذه خيارات التحميل على حمل ثابت فحسب ، بل إنها تخلق أيضًا اهتزازات شديدة لا يمكن التحكم فيها عند الأحمال والسرعات العالية مما يؤدي إلى تقييمات محدودة وغير متسقة لسلوك التآكل. من المستحسن إجراء تقييم موثوق لتأثير التذبذب المتحكم فيه على سلوك تآكل المواد في البحث والتطوير ومراقبة الجودة في التطبيقات الصناعية المختلفة.
حمولة عالية رائدة من Nanovea تريبومتر يتمتع بقدرة تحميل قصوى تبلغ 2000 نيوتن مع نظام تحكم ديناميكي في الحمل. يمكّن نظام تحميل الهواء المضغوط الهوائي المتقدم المستخدمين من تقييم السلوك الاحتكاكي للمادة تحت الأحمال العادية العالية مع ميزة تخميد الاهتزازات غير المرغوب فيها التي تنشأ أثناء عملية التآكل. لذلك، يتم قياس الحمل مباشرة دون الحاجة إلى النوابض العازلة المستخدمة في التصميمات القديمة. تطبق وحدة التحميل المتأرجحة بمغناطيس كهربائي متوازي تذبذبًا يتم التحكم فيه جيدًا بالسعة المطلوبة حتى 20 نيوتن وتردد يصل إلى 150 هرتز.
يتم قياس الاحتكاك بدقة عالية مباشرة من القوة الجانبية المطبقة على الحامل العلوي. تتم مراقبة الإزاحة في الموقع، مما يوفر نظرة ثاقبة لتطور سلوك التآكل لعينات الاختبار. يمكن أيضًا إجراء اختبار التآكل تحت تحميل التذبذب المتحكم فيه في بيئات التآكل ودرجة الحرارة المرتفعة والرطوبة والتشحيم لمحاكاة ظروف العمل الحقيقية للتطبيقات الاحتكاكية. متكاملة عالية السرعة مقياس عدم الاتصال يقوم تلقائيًا بقياس شكل مسار التآكل وحجم التآكل في بضع ثوانٍ.
هدف القياس
في هذه الدراسة ، نعرض قدرة Nanovea T2000 Dynamic Load Tribometer في دراسة السلوك التراثي لعينات الطلاء والمعادن المختلفة في ظل ظروف تحميل متذبذبة محكومة.
إجراء الاختبار
تم تقييم السلوك الترابيولوجي ، على سبيل المثال معامل الاحتكاك ، COF ، ومقاومة التآكل لطلاء مقاوم للتآكل بسمك 300 ميكرومتر ومقارنته بواسطة Nanovea T2000 Tribometer بمقياس ترايب للحمل الميت التقليدي باستخدام دبوس على إعداد القرص باتباع ASTM G992.
تم تقييم العينات المطلية بالنحاس والتين المنفصلة مقابل كرة Al₂0₃ مقاس 6 مم تحت تذبذب متحكم فيه بواسطة وضع احتكاك التحميل الديناميكي لمقياس Tribometer Nanovea T2000.
تم تلخيص معلمات الاختبار في الجدول 1.
يقوم مقياس التآكل المدمج ثلاثي الأبعاد المزود بمستشعر خط بمسح مسار التآكل تلقائيًا بعد الاختبارات ، مما يوفر قياس حجم التآكل الأكثر دقة في ثوانٍ.
النتائج والمناقشة
نظام التحميل الهوائي مقابل نظام الحمولة الميتة
تتم مقارنة السلوك الترايبولوجي للطلاء المقاوم للاهتراء باستخدام Nanovea T2000 Tribometer مع مقياس الضغط التقليدي للحمل الميت (DL). يظهر تطور COF للطلاء في الشكل 2. نلاحظ أن الطلاء يعرض قيمة COF قابلة للمقارنة تبلغ 0.6 ~ أثناء اختبار التآكل. ومع ذلك ، تشير الأشكال الجانبية العشرين للمقطع العرضي في مواقع مختلفة من مسار التآكل في الشكل 3 إلى أن الطلاء تعرض لتآكل أكثر شدة في ظل نظام الحمل الميت.
تم إنشاء اهتزازات شديدة من خلال عملية التآكل لنظام الحمولة الميتة عند التحميل والسرعة العالية. يؤدي الضغط المركّز الهائل على وجه التلامس جنبًا إلى جنب مع سرعة الانزلاق العالية إلى خلق وزن كبير واهتزاز هيكل يؤدي إلى تآكل متسارع. يطبق مقياس تربومتر الحمل الميت التقليدي الحمل باستخدام أوزان الكتلة. هذه الطريقة موثوقة في أحمال التلامس المنخفضة في ظروف التآكل الخفيف ؛ ومع ذلك ، في ظل ظروف التآكل الشديدة في الأحمال والسرعات العالية ، يؤدي الاهتزاز الكبير إلى ارتداد الأوزان بشكل متكرر ، مما يؤدي إلى مسار تآكل غير متساوٍ مما يتسبب في تقييم ترايبولوجي غير موثوق به. معدل التآكل المحسوب هو 8.0 ± 2.4 × 10-4 مم 3 / نيوتن متر ، مما يدل على معدل تآكل مرتفع وانحراف معياري كبير.
صُمم مقياس الاحتكاك Nanovea T2000 بنظام تحكم ديناميكي في التحميل لتخميد التذبذبات. يطبق الحمل العادي بهواء مضغوط مما يقلل الاهتزاز غير المرغوب فيه الناتج أثناء عملية التآكل. بالإضافة إلى ذلك ، يضمن التحكم النشط في تحميل الحلقة المغلقة تطبيق حمل ثابت طوال اختبار التآكل ويتبع القلم تغيير عمق مسار التآكل. يتم قياس ملف مسار تآكل أكثر اتساقًا بشكل ملحوظ كما هو موضح في الشكل 3 أ ، مما يؤدي إلى معدل تآكل منخفض يبلغ 3.4 ± 0.5 × 10-4 مم 3 / نيوتن متر.
يؤكد تحليل مسار التآكل الموضح في الشكل 4 أن اختبار التآكل الذي تم إجراؤه بواسطة نظام تحميل الهواء المضغوط الهوائي لمقياس Nanovea T2000 يخلق مسار تآكل أكثر سلاسة واتساقًا مقارنةً بمقياس الحمل الميت التقليدي. بالإضافة إلى ذلك ، يقيس مقياس الانحراف Nanovea T2000 إزاحة القلم أثناء عملية التآكل مما يوفر مزيدًا من المعلومات حول تقدم سلوك التآكل في الموقع.
التذبذب المتحكم فيه عند اهتراء عينة النحاس
تمكّن وحدة المغناطيس الكهربائي ذات التحميل المتذبذب المتوازي في Nanovea T2000 Tribometer المستخدمين من التحقيق في تأثير السعة الخاضعة للتحكم وتذبذبات التردد على سلوك تآكل المواد. يتم تسجيل COF لعينات النحاس في الموقع كما هو موضح في الشكل 6. تُظهر عينة النحاس COF ثابتًا بمقدار 0.3 تقريبًا أثناء القياس الأول 330 ثورة ، مما يدل على تشكيل اتصال ثابت في الواجهة ومسار تآكل سلس نسبيًا . مع استمرار اختبار التآكل ، يشير تباين COF إلى حدوث تغيير في آلية التآكل. بالمقارنة ، تُظهر اختبارات التآكل تحت 5 N تذبذب يتم التحكم في السعة عند 50 N سلوك تآكل مختلف: يزيد COF على الفور في بداية عملية التآكل ، ويظهر تباينًا كبيرًا خلال اختبار التآكل. يشير هذا السلوك لـ COF إلى أن التذبذب المفروض في الحمل الطبيعي يلعب دورًا في حالة الانزلاق غير المستقرة عند جهة الاتصال.
يقارن الشكل 7 شكل مسار التآكل المقاس بواسطة مقياس التشكيل البصري المتكامل غير المتصل. يمكن ملاحظة أن عينة النحاس تحت سعة تذبذب مضبوطة تبلغ 5 نيوتن تظهر مسار تآكل أكبر بكثير بحجم 1.35 × 109 ميكرومتر 3 ، مقارنة بـ 5.03 × 108 ميكرومتر في ظل عدم وجود تذبذب مفروض. يعمل التذبذب المتحكم فيه على تسريع معدل التآكل بشكل كبير بعامل ~ 2.7 ، مما يُظهر التأثير الحاسم للتذبذب على سلوك التآكل.
التذبذب المتحكم فيه عند اهتراء طلاء TiN
يظهر في الشكل 8. COF ومسارات التآكل لعينة طلاء TiN. يُظهر طلاء TiN سلوكيات تآكل مختلفة بشكل كبير تحت التذبذب كما يتضح من تطور COF أثناء الاختبارات. يُظهر طلاء TiN ثابت COF بمقدار 0.3 ~ بعد فترة التشغيل في بداية اختبار التآكل ، بسبب التلامس الانزلاقي المستقر عند السطح البيني بين طلاء TiN وكرة Al₂O. ومع ذلك ، عندما يبدأ طلاء TiN بالفشل ، تخترق كرة Al₂O من خلال الطلاء وتنزلق ضد الركيزة الفولاذية الجديدة تحتها. يتم إنشاء كمية كبيرة من حطام طلاء TiN الصلب في مسار التآكل في نفس الوقت ، مما يؤدي إلى تآكل انزلاقي ثابت بجسمين إلى تآكل تآكل ثلاثي الأجسام. يؤدي مثل هذا التغيير في خصائص الزوجين الماديين إلى زيادة الاختلافات في تطور COF. يعمل التذبذب المفروض 5 N و 10 N على تسريع فشل طلاء TiN من حوالي 400 دورة إلى أقل من 100 دورة. تتفق مسارات التآكل الأكبر على عينات طلاء TiN بعد اختبارات التآكل تحت التذبذب المتحكم فيه مع مثل هذا التغيير في COF.
خاتمة
يتمتع نظام التحميل الهوائي المتقدم لمقياس Nanovea T2000 بميزة جوهرية كمثبط اهتزاز سريع بشكل طبيعي مقارنة بأنظمة الأحمال الميتة التقليدية. هذه الميزة التكنولوجية للأنظمة الهوائية صحيحة مقارنة بالأنظمة التي يتم التحكم فيها بالحمل والتي تستخدم مجموعة من المحركات المؤازرة والينابيع لتطبيق الحمل. تضمن هذه التقنية تقييم التآكل الموثوق به والتحكم فيه بشكل أفضل عند الأحمال العالية كما هو موضح في هذه الدراسة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لنظام تحميل الحلقة المغلقة النشطة تغيير الحمل العادي إلى القيمة المطلوبة أثناء اختبارات التآكل لمحاكاة تطبيقات الحياة الواقعية التي تظهر في أنظمة الفرامل.
بدلاً من التأثير من ظروف الاهتزاز غير المتحكم فيها أثناء الاختبارات ، أظهرنا أن Nanovea T2000 Dynamic-Load Tribometer يمكّن المستخدمين من التقييم الكمي للسلوكيات الترايبولوجية للمواد في ظل ظروف تذبذب محكومة مختلفة. تلعب الاهتزازات دورًا مهمًا في سلوك التآكل لعينات طلاء المعدن والسيراميك.
توفر وحدة التحميل المتذبذب الكهرومغناطيسي المتوازي اهتزازات يتم التحكم فيها بدقة عند السعات والترددات المحددة ، مما يسمح للمستخدمين بمحاكاة عملية التآكل في ظل ظروف الحياة الواقعية عندما تكون الاهتزازات البيئية غالبًا عاملاً مهمًا. في حالة وجود تذبذبات مفروضة أثناء التآكل ، تُظهر عينات طلاء Cu و TiN زيادة كبيرة في معدل التآكل. يعد تطور معامل الاحتكاك وإزاحة القلم المقاس في الموقع مؤشرات مهمة لأداء المادة أثناء التطبيقات الترايبولوجية. يوفر مقياس التشكيل الجانبي غير المتصل ثلاثي الأبعاد أداة لقياس حجم التآكل بدقة وتحليل الشكل التفصيلي لمسارات التآكل في ثوانٍ ، مما يوفر مزيدًا من التبصر في الفهم الأساسي لآلية التآكل.
تم تجهيز T2000 بمحرك عزم دوران عالي الجودة وعالي الضبط ذاتيًا مع سرعة داخلية 20 بت ومشفّر موضع خارجي 16 بت. إنه يتيح لمقياس الترايبوميتر توفير نطاق لا مثيل له من سرعات الدوران من 0.01 إلى 5000 دورة في الدقيقة والتي يمكن أن تتغير في القفزات التدريجية أو بمعدلات مستمرة. على عكس الأنظمة التي تستخدم مستشعر عزم الدوران الموجود في الأسفل ، يستخدم Nanovea Tribometer أعلى خلية تحميل عالية الدقة لقياس قوى الاحتكاك بدقة وبشكل منفصل.
تقدم Nanovea Tribometer اختبارات تآكل واحتكاك دقيقة وقابلة للتكرار باستخدام أوضاع دوارة وخطية متوافقة مع ISO و ASTM (بما في ذلك اختبارات 4 كرات ، وغسالة دفع ، واختبارات كتلة على الحلقة) ، مع تآكل اختياري عالي درجة الحرارة ، وتزييت ، ووحدات تآكل تريبو متوفرة في واحد مسبق. -نظام متكامل. تعد مجموعة Nanovea T2000 التي لا مثيل لها حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الترايبولوجية للطلاء الرقيق أو السميك ، واللين أو الصلب ، والأغشية ، والركائز.
