ملاحظات حول تطبيقات اختبارات الترايبولوجيا - NANOVEA: أجهزة قياس الملامح المتقدمة، أجهزة قياس الاحتكاك، أجهزة قياس النانو، وأجهزة اختبار الخدش لاختبار المواد

اختبار تآكل الصخور باستخدام مقياس تريبيومتر نانوفا

nanovea — الأربعاء، 13 سبتمبر 2023 17:07:17 +0000

علم الاحتكاك الصخري:اختبار كشط الصخور باستخدام مقياس الاحتكاك NANOVEA

أُعدت بواسطة

دوانجي لي ، دكتوراه

مقدمة

تتكون الصخور من حبيبات معدنية. ويحدد نوع هذه المعادن ووفرتها، بالإضافة إلى قوة الترابط الكيميائي بين الحبيبات المعدنية، الخواص الميكانيكية والترايبولوجية للصخور. اعتمادا على دورات الصخور الجيولوجية، يمكن للصخور أن تخضع للتحولات وتصنف عادة إلى ثلاثة أنواع رئيسية: النارية والرسوبية والمتحولة. تظهر هذه الصخور تركيبات معدنية وكيميائية مختلفة، ونفاذية، وأحجام جسيمات، وتساهم هذه الخصائص في تنوع مقاومتها للتآكل. يستكشف علم ترايبولوجيا الصخور سلوكيات التآكل والاحتكاك للصخور في مختلف الظروف الجيولوجية والبيئية.

أهمية اختبار الكشط الصخري

تحدث أنواع مختلفة من التآكل ضد الصخور، بما في ذلك التآكل والاحتكاك، أثناء عملية حفر الآبار، مما يؤدي إلى خسائر مباشرة وتابعة كبيرة تعزى إلى إصلاح واستبدال لقم الحفر وأدوات القطع. ولذلك، فإن دراسة قابلية الحفر، وقابلية التحمل، وقابلية القطع، وكشط الصخور أمر بالغ الأهمية في صناعات النفط والغاز والتعدين. تلعب أبحاث علم ترايبولوجيا الصخور دورًا محوريًا في اختيار استراتيجيات الحفر الأكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة، وبالتالي تعزيز الكفاءة الشاملة والمساهمة في الحفاظ على المواد والطاقة والبيئة. بالإضافة إلى ذلك، يعد تقليل الاحتكاك السطحي مفيدًا للغاية في تقليل التفاعل بين لقمة الحفر والصخور، مما يؤدي إلى تقليل تآكل الأداة وتحسين كفاءة الحفر/القطع.

هدف القياس

في هذه الدراسة، قمنا بمحاكاة ومقارنة الخصائص الترايبولوجية لنوعين من الصخور لإظهار قدرة مقياس الاحتكاك NANOVEA T50 في قياس معامل الاحتكاك ومعدل التآكل للصخور بشكل محكم ومراقب.

نانوفيا T50 المدمج
مقياس الاحتكاك الحر

العينات

إجراء الاختبار

تم تقييم معامل الاحتكاك وCOF ومقاومة التآكل لعينتين من الصخور بواسطة مقياس Tribometer NANOVEA T50 باستخدام وحدة ارتداء Pin-on-Disc. تم استخدام كرة Al2O3 (قطرها 6 مم) كمادة مضادة. تم فحص مسار التآكل باستخدام مقياس ملف تعريف عدم الاتصال NANOVEA بعد الاختبارات. تم تلخيص معلمات الاختبار أدناه.

تم تقييم معدل التآكل، K، باستخدام الصيغة K=V/(F×s)=A/(F×n)، حيث V هو الحجم البالي، F هو الحمل الطبيعي، s هي مسافة الانزلاق، A هي مساحة المقطع العرضي لمسار التآكل، وn هو عدد الثورات. تم تقييم خشونة السطح ومسارات التآكل باستخدام مقياس التعريف البصري NANOVEA، وتم فحص مورفولوجيا مسار التآكل باستخدام المجهر الضوئي.

يرجى ملاحظة أنه تم استخدام كرة Al2O3 كمادة مضادة كمثال في هذه الدراسة. يمكن تطبيق أي مادة صلبة بأشكال مختلفة باستخدام أداة تثبيت مخصصة لمحاكاة حالة التطبيق الفعلية.

معلمات الاختبار

عينات	الحجر الجيري والرخام
ارتداء نصف قطر الحلقة	5 ملم
قوى طبيعية	10 شمال
مدة الاختبار	10 دقائق
سرعة	100 دورة في الدقيقة

النتائج والمناقشة

تتم مقارنة الصلابة (H) والمعامل المرن (E) لعينات الحجر الجيري والرخام في الشكل 1، وذلك باستخدام وحدة المسافة البادئة الدقيقة في جهاز اختبار NANOVEA الميكانيكي. أظهرت عينة الحجر الجيري قيمًا أقل لـ H وE، حيث بلغت 0.53 و25.9 GPa، على التوالي، على عكس الرخام، الذي سجل قيم 1.07 لـ H و49.6 GPa لـ E. وقد لوحظ التباين الأعلى نسبيًا في قيم H وE في يمكن أن تعزى عينة الحجر الجيري إلى عدم تجانس سطحها بشكل أكبر، وذلك بسبب خصائصها الحبيبية والمسامية.

يظهر الشكل 2 تطور COF أثناء اختبارات التآكل لعينتي الصخور. يواجه الحجر الجيري في البداية زيادة سريعة في COF إلى حوالي 0.8 في بداية اختبار التآكل، مع الحفاظ على هذه القيمة طوال مدة الاختبار. يمكن أن يعزى هذا التغيير المفاجئ في COF إلى اختراق كرة Al2O3 في العينة الصخرية، نتيجة للتآكل السريع وعملية الخشونة التي تحدث عند وجه التلامس داخل مسار التآكل. في المقابل، تُظهر عينة الرخام زيادة ملحوظة في COF إلى قيم أعلى بعد حوالي 5 أمتار من مسافة الانزلاق، مما يدل على مقاومتها الفائقة للتآكل عند مقارنتها بالحجر الجيري.

شكل ١: مقارنة الصلابة ومعامل يونغ بين عينات الحجر الجيري والرخام.

الشكل 2: تطور معامل الاحتكاك (COF) في عينات الحجر الجيري والرخام أثناء اختبارات التآكل.

يقارن الشكل 3 الملامح المقطعية لعينات الحجر الجيري والرخام بعد اختبارات التآكل، ويلخص الجدول 1 نتائج تحليل مسار التآكل. ويبين الشكل 4 مسارات تآكل العينات تحت المجهر الضوئي. يتماشى تقييم مسار التآكل مع ملاحظة تطور COF: تظهر عينة الرخام، التي تحافظ على COF منخفض لفترة أطول، معدل تآكل أقل يبلغ 0.0046 مم مكعب / نيوتن متر، مقارنة بـ 0.0353 مم مكعب / نيوتن متر للحجر الجيري. تساهم الخصائص الميكانيكية الفائقة للرخام في مقاومة التآكل بشكل أفضل من الحجر الجيري.

الشكل 3: ملامح المقطع العرضي لمسارات التآكل.

الجدول 1: ملخص نتائج تحليل مسار التآكل.

الشكل 4: قم بارتداء المسارات تحت المجهر الضوئي.

خاتمة

تم في هذه الدراسة عرض قدرة جهاز NANOVEA Tribometer في تقييم معامل الاحتكاك ومقاومة التآكل لعينتين صخريتين، وهما الرخام والحجر الجيري، بطريقة مضبوطة ومراقبتها. تساهم الخصائص الميكانيكية الفائقة للرخام في مقاومته الاستثنائية للتآكل. هذه الخاصية تجعل من الصعب الحفر أو القطع في صناعة النفط والغاز. وعلى العكس من ذلك، فهو يزيد من عمره الافتراضي بشكل ملحوظ عند استخدامه كمادة بناء عالية الجودة، مثل بلاط الأرضيات.

توفر أجهزة قياس الاحتكاك NANOVEA إمكانات دقيقة ومتكررة لاختبار التآكل والاحتكاك، مع الالتزام بمعايير ISO وASTM في كل من الوضعين الدوراني والخطي. بالإضافة إلى ذلك، فهو يوفر وحدات اختيارية للتآكل الناتج عن درجات الحرارة العالية، والتشحيم، والتآكل الثلاثي، وكلها مدمجة بسلاسة في نظام واحد. تعد مجموعة NANOVEA التي لا مثيل لها حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الترايبولوجية للطبقات الرقيقة أو السميكة، الناعمة أو الصلبة، والأفلام، والركائز، وعلم احتكاك الصخور.

هل لديك تطبيق مماثل؟

The post Rock Abrasivity Testing with NANOVEA Tribometer appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

اختبار ارتداء طلاء PTFE

nanovea — الخميس، 22 يونيو 2023 19:11:39 +0000

اختبار ارتداء طلاء بولي رباعي فلورو الإيثيلين (PTFE)

بإستخدام الترايبومتر و جهاز فحوصات الميكانيكية

أُعدت بواسطة

دوانجي لي ، دكتوراه

مقدمة

بولي رباعي فلورو الإيثيلين (PTFE)، المعروف باسم تفلون، هو بوليمر ذو معامل احتكاك (COF) منخفض بشكل استثنائي ومقاومة تآكل ممتازة ، اعتمادًا على الأحمال المطبقة. يُظهر PTFE خمولًا كيميائيًا فائقًا ، ونقطة انصهار عالية تبلغ ٣٢٧ درجة مئوية، ويحافظ على قوة عالية وصلابة وتزييت ذاتي في درجات حرارة منخفضة. إن مقاومة التآكل الاستثنائية لطلاءات PTFE تجعلها مطلوبة بشدة في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية ، مثل السيارات ، والفضاء ، والطبية ، ولا سيما أدوات الطبيخ.

أهمية التقييم الكمي لطلاءات PTFE

إن الجمع بين عامل الاحتكاك المنخفض للغاية (COF) ، ومقاومة التآكل ، والخمول الكيميائي الاستثنائي في درجات الحرارة العالية يجعل PTFE خيارًا مثاليًا لطلاء الأواني غير اللاصقة. لزيادة تعزيز عملياتها الميكانيكية أثناء البحث والتطوير ، فضلاً عن ضمان التحكم الأمثل في الوقاية من الأعطال وتدابير السلامة في عملية مراقبة الجودة ، من الأهمية بمكان أن يكون لديك تقنية موثوقة لتقييم الكمية لعمليات تريبوميكانيكية لطلاء PTFE. يعد التحكم الدقيق في احتكاك السطح والتآكل والالتصاق بالطلاء ضروريًا لضمان الأداء المطلوب.

هدف القياس

في هذا التطبيق ، تتم محاكاة عملية التآكل لطلاء PTFE لحوض غير لاصق باستخدام الترايبومتر من NANOVEA في وضع التردد الخطي.

نانوفيا T50 المدمج
مقياس الاحتكاك الحر

بالإضافة ، تم استخدام جهاز اختبار NANOVEA الميكانيكي لإجراء اختبار التصاق الخدش الدقيق لتحديد الحمل الحرج لفشل التصاق طلاء PTFE.

نانوفيا منصة كبيرة PB1000 اختبار ميكانيكي

إجراء الاختبار

إختبار الإرتداء

ارتداء متراجع الخطي باستخدام الترايبومتر

تم تقييم السلوك الاحتكاكي لعينة طلاء PTFE، بما في ذلك معامل الاحتكاك (COF) ومقاومة التآكل، باستخدام NANOVEA. ثلاثي الأبعاد في الوضع الترددي الخطي. تم استخدام طرف كروي من الفولاذ المقاوم للصدأ 440 بقطر 3 مم (درجة 100) ضد الطلاء. تمت مراقبة COF بشكل مستمر أثناء اختبار تآكل طلاء PTFE.

تم حساب معدل التآكل، K، باستخدام الصيغة K=V/(F×s)=A/(F×n)، حيث يمثل V الحجم البالي، وF هو الحمل العادي، وs هي مسافة الانزلاق، وA هي مساحة المقطع العرضي لمسار التآكل، وn هو عدد السكتات الدماغية. تم تقييم ملفات تعريف مسار التآكل باستخدام NANOVEA المقياس الضوئي، وتم فحص مورفولوجيا مسار التآكل باستخدام المجهر الضوئي.

ارتداء معلمات الاختبار

حمولة	٣٠ نيوتن
مدة الاختبار	٥ دقائق
معدل الانزلاق	٨٠ دورة في الدقيقة
توسيع المسار	٨٠ ملم
الثورات	300
قطر الكرة	٣ مم
مادة الكرة	Stainless Steel 440
المزلق	لا أحد
أَجواء	هواء
درجة حرارة	٢٣٠ درجة مئوية (حرارة الغرفة)
رطوبة	43%

إجراء الاختبار

اختبار الخدش

اختبار الالتصاق الدقيق باستخدام جهاز اختبار ميكانيكي

تم إجراء قياس التصاق الخدش PTFE باستخدام NANOVEA اختبار ميكانيكي مع قلم ماسي 1200 Rockwell C (نصف قطر 200 ميكرومتر) في وضع اختبار Micro Scratch.

لضمان استنساخ النتائج ، تم إجراء ثلاثة اختبارات في ظل ظروف اختبار متطابقة.

معلمات اختبار الخدش

نوع التحميل	تدريجي
التحميل الابتدائي	٠.٠١ ملي نيوتن
التحميل النهائي	٢٠ ملي نيوتن
معدل التحميل	40 ملي نيوتن / دقيقة
طول الخدش	٣ مم
سرعة الخدش ، (dx / dt)	٦.٠ مم / دقيقة
الهندسة للكرة المستخدمة كخارق	١٢٠ درجة (Rockwell C)
مادة الكرة المستخدمة كخارق	الماس
نصف قطر الخارق	٢٠٠ ميكرومتر

النتائج والمناقشة

ارتداء متراجع الخطي باستخدام الترايبومتر

يظهر الشكل 1. COF المسجل في الموقع. أظهرت عينة الاختبار COF ~ 0.18 خلال أول 130 دورة، وذلك بسبب انخفاض لزوجة PTFE. ومع ذلك، كانت هناك زيادة مفاجئة في COF إلى ~1 بمجرد اختراق الطبقة، مما يكشف عن الركيزة الموجودة تحتها. بعد الاختبارات الترددية الخطية، تم قياس ملف مسار التآكل باستخدام NANOVEA مقياس عدم الاتصال البصري، كما هو مبين في الشكل 2. من البيانات التي تم الحصول عليها، تم حساب معدل التآكل المقابل ليكون ~2.78 × 10-3 مم3/نيوتن متر، في حين تم تحديد عمق مسار التآكل ليكون 44.94 ميكرومتر.

إعداد اختبار تآكل طلاء PTFE باستخدام الT50 ترايبومتر من Nanovea

شكل ١: تطور COF أثناء اختبار تآكل طلاء PTFE.

الشكل 2: الاستخراج الاحترافي لمسار التآكل PTFE.

PTFE قبل الاختراق

ماكس COF	0.217
حد أدنى COF	0.125
متوسط COF	0.177

PTFE بعد اختراق

ماكس COF	0.217
حد أدنى COF	0.125
متوسط COF	0.177

الجدول 1: COF قبل وبعد الاختراق أثناء اختبار التآكل.

النتائج والمناقشة

اختبار الالتصاق الدقيق باستخدام جهاز اختبار ميكانيكي

يتم قياس التصاق طلاء PTFE على الركيزة باستخدام اختبارات الخدش باستخدام قلم ماسي 200 ميكرون. يتم عرض الصورة المجهرية في الشكل 3 والشكل 4 ، تطور COF ، وعمق الاختراق في الشكل 5. تم تلخيص نتائج اختبار خدش طلاء PTFE في الجدول 4. مع زيادة الحمل على القلم الماسي ، تغلغل تدريجياً في الطلاء ، مما أدى إلى زيادة في COF. عندما تم الوصول إلى حمولة ~ 8.5 نيوتن ، حدث اختراق للطلاء وتعرض الركيزة تحت ضغط عالٍ ، مما أدى إلى ارتفاع COF ~ 0.3. يوضح انخفاض St Dev الموضح في الجدول 2 إمكانية تكرار اختبار خدش طلاء PTFE الذي تم إجراؤه باستخدام جهاز اختبار NANOVEA الميكانيكي.

الشكل 3: صورة مجهرية للخدش الكامل على PTFE (10x).

الشكل 4: صورة مجهرية للخدش الكامل على PTFE (10x).

الشكل 5: يوضح الرسم البياني الاحتكاك خط النقطة الحرجة لفشل PTFE.

*يخدش*	*نقطة الفشل [N]*	*قوة الاحتكاك [N]*	*COF*
1	0.335	0.124	0.285
2	0.337	0.207	0.310
3	0.380	0.229	0.295
متوسط	8.52	2.47	0.297
سانت ديف	0.17	0.16	0.012

الجدول 2: ملخص للحمل الحرج وقوة الاحتكاك و COF أثناء اختبار الخدش.

خاتمة

في هذه الدراسة ، أجرينا محاكاة لعملية التآكل لطلاء PTFE للأواني غير اللاصقة باستخدام مقياس NANOVEA T50 ثلاثي الأبعاد في وضع التردد الخطي. أظهر طلاء PTFE انخفاض COF بمقدار 0.18 تقريبًا ، وشهد الطلاء اختراقًا في حوالي 130 دورة. تم إجراء التقييم الكمي لالتصاق طلاء PTFE بالركيزة المعدنية باستخدام جهاز اختبار NANOVEA الميكانيكي الذي حدد الحمل الحرج لفشل التصاق الطلاء ليكون 8.5 نيوتن تقريبًا في هذا الاختبار.

توفر أجهزة قياس ثلاثي NANOVEA قدرات اختبار تآكل واحتكاك دقيقة وقابلة للتكرار باستخدام أوضاع دوارة وخطية متوافقة مع ISO و ASTM. إنها توفر وحدات اختيارية للتآكل والتشحيم والتآكل الناتج عن درجات الحرارة العالية ، وكلها مدمجة في نظام واحد. يتيح هذا التنوع للمستخدمين محاكاة بيئات التطبيقات الواقعية بشكل أكثر دقة واكتساب فهم جيد لآليات التآكل والخصائص الترايبولوجية للمواد المختلفة.

تتوفر أجهزة اختبار NANOVEA الميكانيكية على وحدات Nano و Micro و Macro ، كل منها يتضمن أوضاع اختبار المسافة البادئة والخدش والتآكل المتوافقة مع ISO و ASTM ، مما يوفر أوسع مجموعة من إمكانيات الاختبار المتاحة في نظام واحد وأكثرها سهولة في الاستخدام.

هل لديك تطبيق مماثل؟

The post PTFE Coating Wear Test appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

رسم خرائط التآكل التدريجي للأرضيات باستخدام الترايبو متر

nanovea — الثلاثاء، 06 يونيو 2023 15:51:48 +0000

اختبار تآكل الأرضيات

رسم خرائط التآكل التدريجي للأرضيات باستخدام مقياس الاحتكاك المزود بمقياس التضاريس المدمج

أُعدت بواسطة

فرانك ليو

مقدمة

تم تصميم مواد الأرضيات لتكون متينة، ولكنها غالبًا ما تعاني من التآكل بسبب الأنشطة اليومية مثل الحركة واستخدام الأثاث. ولضمان طول العمر، تحتوي معظم أنواع الأرضيات على طبقة حماية مقاومة للتلف. ومع ذلك، يختلف سمك ومتانة طبقة التآكل اعتمادًا على نوع الأرضية ومستوى حركة القدم. بالإضافة إلى ذلك، فإن الطبقات المختلفة داخل هيكل الأرضيات، مثل الطلاءات فوق البنفسجية، والطبقات الزخرفية، والتزجيج، لها معدلات تآكل متفاوتة. وهنا يأتي دور رسم خرائط التآكل التدريجي. باستخدام مقياس Tribometer NANOVEA T2000 مع مقياس متكامل مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعادويمكن إجراء مراقبة دقيقة وتحليل لأداء وطول عمر مواد الأرضيات. ومن خلال توفير نظرة تفصيلية حول سلوك التآكل لمواد الأرضيات المختلفة، يمكن للعلماء والمهنيين الفنيين اتخاذ قرارات أكثر استنارة عند اختيار أنظمة الأرضيات الجديدة وتصميمها.

أهمية رسم الخرائط المتدرجة للارتداء للوحات الأرضية

ركز اختبار الأرضيات تقليديًا على معدل تآكل العينة لتحديد متانتها ضد التآكل. ومع ذلك ، يسمح تخطيط التآكل التدريجي بتحليل معدل تآكل العينة طوال الاختبار ، مما يوفر رؤى قيمة حول سلوك التآكل. يسمح هذا التحليل المتعمق بالارتباطات بين بيانات الاحتكاك ومعدل التآكل ، والتي يمكن أن تحدد الأسباب الجذرية للتآكل. وتجدر الإشارة إلى أن معدلات التآكل ليست ثابتة خلال اختبارات التآكل. وبالتالي ، فإن مراقبة تطور التآكل تعطي تقييمًا أكثر دقة لتآكل العينة. بما يتجاوز طرق الاختبار التقليدية ، فقد ساهم اعتماد خرائط التآكل التدريجي في تحقيق تقدم كبير في مجال اختبار الأرضيات.

يعد مقياس Tribometer NANOVEA T2000 المزود بمقياس ملف تعريف عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد المتكامل حلاً مبتكرًا لاختبار التآكل وقياسات فقدان الحجم. تضمن قدرته على التحرك بدقة بين الدبوس ومقياس الملف الشخصي موثوقية النتائج من خلال القضاء على أي انحراف في نصف قطر مسار التآكل أو الموقع. ولكن هذا ليس كل شيء - فالقدرات المتقدمة لمقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد تسمح بإجراء قياسات سطحية عالية السرعة، مما يقلل وقت المسح إلى ثوانٍ فقط. مع القدرة على تطبيق أحمال تصل إلى 2000 نيوتن وتحقيق سرعات دوران تصل إلى 5000 دورة في الدقيقة، فإن NANOVEA T2000 ثلاثي الأبعاد يوفر التنوع والدقة في عملية التقييم. من الواضح أن هذا الجهاز يلعب دورًا حيويًا في رسم خرائط التآكل التدريجي.

شكل ١: إعداد العينة قبل اختبار التآكل (يسار) وقياس ملف قياس مسار التآكل بعد اختبار التآكل (يمين).

هدف القياس

تم إجراء اختبار رسم خرائط التآكل التدريجي على نوعين من مواد الأرضيات: الحجر والخشب. خضعت كل عينة لما مجموعه 7 دورات اختبار ، مع فترات اختبار متزايدة تبلغ 2 و 4 و 8 و 20 و 40 و 60 و 120 ثانية ، مما يسمح بمقارنة التآكل بمرور الوقت. بعد كل دورة اختبار ، تم تحديد ملامح مسار التآكل باستخدام NANOVEA 3D Non-Contact Profilometer. من البيانات التي تم جمعها بواسطة أداة التعريف ، يمكن تحليل حجم الثقب ومعدل التآكل باستخدام الميزات المدمجة في برنامج NANOVEA Tribometer أو برنامج تحليل السطح ، Mountains.

نانوفيا T2000 حمولة عالية
مقياس الاحتكاك الهوائي

العينات

ارتد معلمات اختبار التعيين

حمولة	40 شمال
مدة الاختبار	يختلف
سرعة	200 دورة في الدقيقة
نصف القطر	10 ملم
مسافة	يختلف
مادة الكرة	كربيد التنغستن
قطر الكرة	10 ملم

كانت مدة الاختبار المستخدمة على مدى 7 دورات 2 و 4 و 8 و 20 و 40 و 60 و 120 ثانية، على التوالى. كانت المسافات المقطوعة 0.40 و 0.81 و 1.66 و 4.16 و 8.36 و 12.55 و 25.11 مترًا.

ارتدِ نتائج التخطيط

أرضيات خشبية

*دورة الاختبار*	*ماكس COF*	*حد أدنى COF*	*متوسط COF*
1	0.335	0.124	0.275
2	0.337	0.207	0.295
3	0.380	0.229	0.329
4	0.393	0.265	0.354
5	0.352	0.205	0.314
6	0.345	0.199	0.312
7	0.315	0.211	0.293

التوجيه الشعاعي

*دورة الاختبار*	*إجمالي خسارة الحجم (µm3.2)*	المسافة الكلية سافر (م)	ارتداء معدل (مم / نيوتن متر) × 10^-5	معدل التآكل الفوري (مم / نيوتن متر) × 10^-5
1	296247687	0.40	1833.746	1833.746
2	355245227	1.22	1093.260	181.5637
3	596371326	2.88	898.242	363.1791
4	883747767	7.04	530.629	172.5496
5	1207179951	15.40	360.889	96.69074
6	1472745318	27.95	293.329	52.89311
7	1851319210	53.06	184.343	37.69599

الشكل 2: معدل التآكل مقابل المسافة الإجمالية المقطوعة (يسار)
ومعدل التآكل اللحظي مقابل دورة الاختبار (يمين) للأرضيات الخشبية.

الشكل 3: رسم بياني COF وعرض ثلاثي الأبعاد لمسار التآكل من الاختبار #7 على الأرضيات الخشبية.

الشكل 4: تحليل مقطعي لمسار تآكل الخشب من الاختبار #7

الشكل 5: تحليل حجم ومساحة مسار التآكل في اختبار عينة الخشب #7.

للحصول على تفاصيل النتائج الكاملة ، انقر هنا.

ارتدِ نتائج التخطيط

أرضيات حجرية

*دورة الاختبار*	*ماكس COF*	*حد أدنى COF*	*متوسط COF*
1	0.249	0.035	0.186
2	0.349	0.197	0.275
3	0.294	0.154	0.221
4	0.503	0.124	0.273
5	0.548	0.106	0.390
6	0.510	0.129	0.434
7	0.527	0.181	0.472

التوجيه الشعاعي

*دورة الاختبار*	*إجمالي خسارة الحجم (µm3.2)*	المسافة الكلية سافر (م)	ارتداء معدل (مم / نيوتن متر) × 10^-5	معدل التآكل الفوري (مم / نيوتن متر) × 10^-5
1	96278846	0.40	595.957	595.9573
2	804289731	1.22	2475.185	2178.889
3	1316147855	2.88	1982.355	770.9501
4	3136530215	7.04	1883.269	1093.013
5	10821732180	15.40	3235.180	2297.508
6	20174960343	27.95	4018.282	1862.899
7	42512063420	53.06	4233.081	2224.187

الشكل 6: معدل التآكل مقابل المسافة الإجمالية المقطوعة (يسار)
ومعدل التآكل اللحظي مقابل دورة الاختبار (يمين) للأرضيات الحجرية.

الشكل 7: رسم بياني COF وعرض ثلاثي الأبعاد لمسار التآكل من الاختبار #7 على الأرضيات الحجرية.

الشكل 8: تحليل مقطعي لمسار تآكل الحجر من الاختبار #7.

الشكل 9: تحليل حجم ومساحة مسار التآكل في اختبار عينة الحجر #7.

للحصول على تفاصيل النتائج الكاملة ، انقر هنا.

مناقشة

يتم حساب معدل التآكل اللحظي بالمعادلة التالية:

حيث V هو حجم الثقب ، N هو الحمولة ، و X هي المسافة الكلية ، هذه المعادلة تصف معدل التآكل بين دورات الاختبار. يمكن استخدام معدل التآكل اللحظي للتعرف بشكل أفضل على التغيرات في معدل التآكل خلال الاختبار.

كلا النموذجين لهما سلوك تآكل مختلف جدًا. بمرور الوقت ، تبدأ الأرضيات الخشبية بمعدل تآكل مرتفع ولكنها تنخفض بسرعة إلى قيمة ثابتة أصغر. بالنسبة للأرضيات الحجرية ، يبدو أن معدل التآكل يبدأ بقيمة منخفضة ويتجه إلى قيمة أعلى على مدار الدورات. كما يظهر معدل التآكل اللحظي القليل من الاتساق. السبب المحدد للاختلاف غير مؤكد ولكن قد يكون بسبب بنية العينات. يبدو أن الأرضيات الحجرية تتكون من جزيئات فضفاضة تشبه الحبوب ، والتي من شأنها أن تتآكل بشكل مختلف مقارنة بهيكل الخشب المضغوط. ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الاختبارات والبحث للتأكد من سبب سلوك التآكل هذا.

يبدو أن البيانات المأخوذة من معامل الاحتكاك (COF) تتفق مع سلوك التآكل المرصود. يبدو الرسم البياني COF للأرضيات الخشبية متسقًا طوال الدورات ، مكملاً معدل التآكل الثابت. بالنسبة للأرضيات الحجرية ، يزداد متوسط COF خلال الدورات ، على غرار كيفية زيادة معدل التآكل أيضًا مع الدورات. هناك أيضًا تغييرات واضحة في شكل الرسوم البيانية للاحتكاك ، مما يشير إلى تغييرات في كيفية تفاعل الكرة مع عينة الحجر. هذا هو الأكثر وضوحا في الدورة 2 والدورة 4.

خاتمة

يعرض NANOVEA T2000 Tribometer قدرته على أداء رسم خرائط التآكل التدريجي من خلال تحليل معدل التآكل بين عينتين مختلفتين من الأرضيات. يوفر إيقاف اختبار التآكل المستمر ومسح السطح باستخدام NANOVEA 3D Non-Contact Profilometer رؤى قيمة حول سلوك تآكل المواد بمرور الوقت.

يوفر مقياس NANOVEA T2000 ثلاثي الأبعاد المزود بمقياس ملف التعريف غير المتصل ثلاثي الأبعاد مجموعة متنوعة من البيانات ، بما في ذلك بيانات COF (معامل الاحتكاك) وقياسات السطح وقراءات العمق وتصور السطح وفقدان الحجم ومعدل التآكل والمزيد. تتيح هذه المجموعة الشاملة من المعلومات للمستخدمين اكتساب فهم أعمق للتفاعلات بين النظام والعينة. بفضل التحميل المتحكم فيه ، والدقة العالية ، وسهولة الاستخدام ، والتحميل العالي ، ونطاق السرعة الواسع ، والوحدات البيئية الإضافية ، فإن NANOVEA T2000 Tribometer يأخذ ترايبولوجي إلى المستوى التالي.

هل لديك تطبيق مماثل؟

The post Progressive Wear Mapping of Flooring using Tribometer appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

درجة حرارة عالية للصلابة للخدش باستخدام مقياس الضغط

nanovea — الخميس، 14 يوليو 2022 16:56:16 +0000

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

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"

هل لديك تطبيق مماثل؟

The post High Temperature Scratch Hardness using a Tribometer appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

تقييم الخدوش والتآكل في الطلاءات الصناعية

nanovea — الجمعة، 27 مايو 2022 22:23:41 +0000

طلاء صناعي

خدش وارتدِ التقييم باستخدام جهاز ثلاثي الأبعاد

أُعدت بواسطة

دوانجي لي ، دكتوراه وأندريا هيرمان

مقدمة

طلاء اليوريثان الأكريلي هو نوع من الطلاء الواقي سريع الجفاف المستخدم على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية ، مثل طلاء الأرضيات وطلاء السيارات وغيرها. عند استخدامه كطلاء للأرضيات ، يمكن أن يخدم المناطق ذات الأقدام الكثيفة وحركة المرور ذات العجلات المطاطية ، مثل الممرات والأرصفة ومواقف السيارات.

أهمية اختبار الخدش والارتداء لمراقبة الجودة

تقليديا ، تم إجراء اختبارات توبر للتآكل لتقييم مقاومة التآكل لطلاء أرضيات أكريليك يوريتان وفقًا لمعيار ASTM D4060. ومع ذلك ، كما هو مذكور في المعيار ، "بالنسبة لبعض المواد ، قد تخضع اختبارات الكشط التي تستخدم أداة تابر للتغير بسبب التغيرات في خصائص الكشط للعجلة أثناء الاختبار." 1 قد يؤدي هذا إلى ضعف استنساخ نتائج الاختبار وإنشاء صعوبة في مقارنة القيم المبلغ عنها من مختبرات مختلفة. علاوة على ذلك ، في اختبارات التآكل في تابر ، يتم حساب مقاومة التآكل على أنها خسارة في الوزن في عدد محدد من دورات الكشط. ومع ذلك ، فإن دهانات أرضيات أكريليك يوريتان لها سماكة موصى بها للفيلم الجاف تتراوح من 37.5-50 ميكرومتر.

يمكن لعملية التآكل الشديدة التي تقوم بها شركة Taber Abraser أن تتآكل بسرعة من خلال طلاء اليوريثان الأكريليكي وتؤدي إلى فقد كتلة الركيزة مما يؤدي إلى أخطاء كبيرة في حساب فقدان وزن الطلاء. يساهم أيضًا غرس الجزيئات الكاشطة في الطلاء أثناء اختبار التآكل في حدوث أخطاء. لذلك ، فإن القياس الكمي والموثوق الذي يتم التحكم فيه جيدًا أمر بالغ الأهمية لضمان تقييم التآكل القابل للتكرار للطلاء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن اختبار الصفر يسمح للمستخدمين باكتشاف حالات فشل الالتصاق / الالتصاق السابقة لأوانها في تطبيقات الحياة الواقعية.

هدف القياس

في هذه الدراسة، نعرض أن NANOVEA ترايبومتر و أجهزة فحوصات الميكانيكية مثالية لتقييم ومراقبة جودة الطلاءات الصناعية.

تتم محاكاة عملية التآكل لدهانات الأكريليك المصنوعة من مادة الأكريليك للأرضيات مع طبقات طلاء نهائية مختلفة بطريقة خاضعة للرقابة والمراقبة باستخدام NANOVEA Tribometer. يستخدم اختبار الخدش الدقيق لقياس الحمل المطلوب لإحداث فشل في التماسك أو المادة اللاصقة للطلاء.

نانوفيا T100

مقياس ضغط الهواء المضغوط

نانوفيا PB1000

الفاحص الميكانيكي ذو المنصة الكبيرة

إجراء الاختبار

تقوم هذه الدراسة بتقييم أربعة طلاءات أرضيات أكريليك مائي متوفرة تجارياً والتي لها نفس الطلاء التمهيدي (طبقة الأساس) وطبقات نهائية مختلفة من نفس الصيغة مع تناوب صغير في الخلطات المضافة بغرض تعزيز المتانة. يتم تحديد هذه الطلاءات الأربعة على أنها عينات A و B و C و D.

إختبار الإرتداء

تم تطبيق مقياس Tribometer NANOVEA لتقييم السلوك الاحتكاكي، على سبيل المثال، معامل الاحتكاك، COF، ومقاومة التآكل. تم تطبيق رأس كروي SS440 (قطر 6 مم، درجة 100) على الدهانات التي تم اختبارها. تم تسجيل COF في الموقع. تم تقييم معدل التآكل، K، باستخدام الصيغة K=V/(F×s)=A/(F×n)، حيث V هو الحجم البالي، F هو الحمل الطبيعي، s هي مسافة الانزلاق، A هي مساحة المقطع العرضي لمسار التآكل، وn هو عدد الثورات. تم تقييم خشونة السطح ومسارات التآكل بواسطة NANOVEA الملف الشخصي البصري، وتم فحص شكل مسار التآكل باستخدام المجهر الضوئي.

ارتداء معلمات الاختبار

قوى طبيعية

20 شمال

سرعة

15 م / دقيقة

مدة الاختبار

100 و 150 و 300 و 800 دورة

اختبار الخدش

تم استخدام جهاز اختبار NANOVEA الميكانيكي المجهز بقلم الماس Rockwell C (نصف قطره 200 ميكرون) لإجراء اختبارات خدش الحمل التدريجي على عينات الطلاء باستخدام وضع اختبار الخدش الصغير. تم استخدام حمولتين نهائيتين: 5 نيوتن حمل نهائي لفحص تفتيت الدهان من التمهيدي ، و 35 نيوتن لفحص إزالة الدهان التمهيدي من الركائز المعدنية. تم تكرار ثلاثة اختبارات في نفس ظروف الاختبار على كل عينة لضمان استنساخ النتائج.

تم إنشاء صور بانورامية لأطوال الخدش بالكامل تلقائيًا وتم ربط مواقع فشلها الحرجة بالأحمال المطبقة بواسطة برنامج النظام. تسهل ميزة البرنامج هذه المستخدمين لإجراء تحليل على مسارات الخدش في أي وقت ، بدلاً من الاضطرار إلى تحديد الحمل الحرج تحت المجهر فورًا بعد اختبارات الخدش.

معلمات اختبار الخدش

نوع التحميل	تدريجي
التحميل الابتدائي	٠.٠١ ملي نيوتن
التحميل النهائي	5 N / 35 N
معدل التحميل	10/70 نيوتن / دقيقة
طول الخدش	٣ مم
سرعة الخدش ، (dx / dt)	٦.٠ مم / دقيقة
الهندسة للكرة المستخدمة كخارق	120º مخروط
مادة الكرة المستخدمة كخارق	الماس
نصف قطر الخارق	٢٠٠ ميكرومتر

ارتد نتائج الاختبار

تم إجراء أربعة اختبارات تآكل على القرص عند عدد مختلف من الثورات (100 و 150 و 300 و 800 دورة) على كل عينة من أجل مراقبة تطور التآكل. تم قياس شكل سطح العينات باستخدام NANOVEA 3D Non-Contact Profiler لتقدير خشونة السطح قبل إجراء اختبار التآكل. كان لجميع العينات خشونة سطح قابلة للمقارنة بحوالي 1 ميكرومتر كما هو معروض في الشكل 1. تم تسجيل COF في الموقع أثناء اختبارات التآكل كما هو موضح في الشكل 2. يوضح الشكل 4 تطور مسارات التآكل بعد 100 و 150 و 300 و 800 دورة ، والشكل 3 يلخص متوسط معدل التآكل لعينات مختلفة في مراحل مختلفة من عملية التآكل.

مقارنةً بقيمة COF التي تبلغ ~ 0.07 للعينات الثلاث الأخرى ، تُظهر العينة A COF أعلى بكثير من ~ 0.15 في البداية ، والتي تزداد تدريجياً وتستقر عند ~ 0.3 بعد 300 دورة تآكل. يسرع مثل هذا COF المرتفع من عملية التآكل ويخلق كمية كبيرة من حطام الطلاء كما هو موضح في الشكل 4 - بدأت إزالة الطبقة العلوية للعينة A في أول 100 دورة. كما هو مبين في الشكل 3 ، يُظهر النموذج أ أعلى معدل تآكل ~ 5 ميكرومتر / نيوتن في أول 300 دورة ، والذي ينخفض قليلاً إلى ~ 3.5 ميكرومتر / نيوتن بسبب مقاومة التآكل الأفضل للركيزة المعدنية. يبدأ الطلاء العلوي للعينة C بالفشل بعد 150 دورة تآكل كما هو موضح في الشكل 4 ، والذي يشار إليه أيضًا بزيادة COF في الشكل 2.

في المقارنة ، يُظهر النموذج B والعينة D خصائص ترايبولوجية مُحسَّنة. تحافظ العينة B على COF منخفض طوال الاختبار بأكمله - تزداد COF قليلاً من ~ 0.05 إلى ~ 0.1. يعمل تأثير التشحيم هذا على تعزيز مقاومة التآكل بشكل كبير - لا يزال المعطف العلوي يوفر حماية فائقة للطلاء التمهيدي الموجود أسفله بعد 800 دورة تآكل. يتم قياس أدنى معدل تآكل يبلغ 0.77 μm2 / N فقط للعينة B عند 800 دورة. يبدأ الطلاء العلوي للعينة D في التفكيك بعد 375 دورة ، كما يتضح من الزيادة المفاجئة في COF في الشكل 2. متوسط معدل التآكل للعينة D هو 1.1 ميكرومتر 2 / N عند 800 دورة.

مقارنةً بقياسات تابر التقليدية للتآكل ، يوفر NANOVEA Tribometer تقييمات تآكل يمكن التحكم فيها جيدًا وقابلة للقياس ويمكن الاعتماد عليها تضمن التقييمات القابلة للتكرار ومراقبة الجودة لطلاء الأرضيات / السيارات التجارية. علاوة على ذلك ، تسمح قدرة قياسات COF في الموقع للمستخدمين بربط المراحل المختلفة لعملية التآكل بتطور COF ، وهو أمر بالغ الأهمية في تحسين الفهم الأساسي لآلية التآكل والخصائص الترايبولوجية لطلاءات الطلاء المختلفة.

شكل ١: الأشكال ثلاثية الأبعاد وخشونة عينات الطلاء.

الشكل 2: COF أثناء اختبارات التثبيت على القرص.

الشكل 3: تطور معدل تآكل الدهانات المختلفة.

الشكل 4: تطور مسارات التآكل أثناء اختبارات التثبيت على القرص.

نتائج اختبار الخدش

يوضح الشكل 5 مخطط القوة العادية وقوة الاحتكاك والعمق الحقيقي كدالة لطول الخدش للعينة أ كمثال. يمكن تركيب وحدة انبعاث صوتية اختيارية لتوفير مزيد من المعلومات. مع زيادة الحمل الطبيعي خطيًا ، يغرق طرف المسافة البادئة تدريجياً في العينة المختبرة كما ينعكس من خلال الزيادة التدريجية للعمق الحقيقي. يمكن استخدام التباين في منحدرات قوة الاحتكاك ومنحنيات العمق الحقيقية كأحد الآثار المترتبة على بدء حدوث فشل الطلاء.

الشكل 5: القوة العادية وقوة الاحتكاك والعمق الحقيقي كدالة لطول الخدش لاختبار خدش العينة (أ) بأقصى حمل قدره 5 نيوتن.

يوضح الشكل 6 والشكل 7 الخدوش الكاملة لجميع عينات الطلاء الأربعة المختبرة بحمل أقصى يبلغ 5 نيوتن و 35 نيوتن على التوالي. تتطلب العينة D حمولة أعلى من 50 نيوتن لتفكيك التمهيدي. تقوم اختبارات الخدش عند الحمل النهائي 5 نيوتن (الشكل 6) بتقييم فشل الالتصاق / اللاصق للطلاء العلوي ، بينما تقيّم الاختبارات عند 35 نيوتن (الشكل 7) تفتيت الدهان التمهيدي. تشير الأسهم الموجودة في الصور المجهرية إلى النقطة التي يبدأ عندها إزالة الطلاء العلوي أو التمهيدي تمامًا من التمهيدي أو الركيزة. يتم استخدام الحمل في هذه المرحلة ، والذي يسمى الحمل الحرج ، Lc ، لمقارنة الخواص المتماسكة أو اللاصقة للطلاء كما تم تلخيصها في الجدول 1.

من الواضح أن عينة الطلاء D لديها أفضل التصاق بيني - حيث تظهر أعلى قيم Lc تبلغ 4.04 N عند إزالة طبقات الطلاء و 36.61 N عند إزالة طبقة الطلاء الأولية. يُظهر النموذج B ثاني أفضل مقاومة للخدش. من تحليل الخدش ، نظهر أن تحسين صيغة الطلاء أمر بالغ الأهمية للسلوكيات الميكانيكية ، أو بشكل أكثر تحديدًا ، خاصية مقاومة الخدوش والالتصاق لدهانات الأرضيات المصنوعة من الأكريليك.

الجدول 1: ملخص للأحمال الحرجة.

الشكل 6: صورة مجهرية للخدش الكامل مع حمولة قصوى تبلغ 5 نيوتن.

الشكل 7: صورة مجهرية للخدش الكامل مع حمولة قصوى تبلغ 35 نيوتن.

خاتمة

بالمقارنة مع قياسات التآكل التقليدية في Taber ، فإن NANOVEA MECHANICAL Tester و Tribometer هما أداتان متفوقتان للتقييم ومراقبة الجودة للأرضيات التجارية وطلاء السيارات. يمكن لجهاز اختبار NANOVEA الميكانيكي في وضع الخدش اكتشاف مشاكل الالتصاق / التماسك في نظام الطلاء. يوفر NANOVEA Tribometer تحكمًا جيدًا في التحليل الكمي والقابل للتكرار حول مقاومة التآكل ومعامل الاحتكاك في الدهانات.

استنادًا إلى التحليلات الترايبولوجية والميكانيكية الشاملة لطلاءات الأرضيات المصنوعة من الأكريليك المائي التي تم اختبارها في هذه الدراسة ، نظهر أن العينة B تمتلك أقل نسبة COF ومعدل تآكل وثاني أفضل مقاومة للخدش ، بينما يُظهر النموذج D أفضل مقاومة للخدش وثاني أفضل ارتداء المقاومة. يتيح لنا هذا التقييم تقييم واختيار أفضل مرشح يستهدف الاحتياجات في بيئات التطبيق المختلفة.

تشتمل كل من وحدات Nano و Micro في NANOVEA Tester الميكانيكي على المسافة البادئة المتوافقة مع ISO و ASTM وأوضاع اختبار الخدش والتآكل ، مما يوفر أوسع نطاق من الاختبارات المتاحة لتقييم الطلاء على وحدة واحدة. يوفر NANOVEA Tribometer 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. تعد مجموعة NANOVEA التي لا مثيل لها حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الميكانيكية / الترايبولوجية للطلاءات الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو القاسية والأغشية والركائز ، بما في ذلك الصلابة ، ومعامل يونغ ، ومتانة الكسر ، والالتصاق ، ومقاومة التآكل وغيرها الكثير. تتوفر ملفات التعريف الضوئية NANOVEA الاختيارية غير الملامسة للتصوير ثلاثي الأبعاد عالي الدقة للخدوش ومسارات التآكل بالإضافة إلى قياسات السطح الأخرى مثل الخشونة.

الآن ، لنتحدث عن طلبك

The post Industrial Coatings Scratch and Wear Evaluation appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

ارتداء واحتكاك حزام البوليمر باستخدام الترايبومتر

nanovea — الخميس، 06 يناير 2022 21:24:20 +0000

أحزمة بوليمر

ارتدي واحتكاك باستخدام جهاز ثلاثي الأبعاد

أُعدت بواسطة

دوانجي لي ، دكتوراه

مقدمة

ينقل محرك الحزام الطاقة ويتتبع الحركة النسبية بين اثنين أو أكثر من أعمدة الدوران. كحل بسيط وغير مكلف مع الحد الأدنى من الصيانة ، تُستخدم محركات السيور على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، مثل المناشير ، ومناشير الخشب ، والدرسات ، ومنفاخ الصوامع ، والناقلات. يمكن لمحركات الحزام حماية الماكينة من الحمل الزائد وكذلك الرطوبة وعزل الاهتزازات.

أهمية تقييم الارتداء للقيادة ذات الأحزمة

الاحتكاك والتآكل أمر لا مفر منه للأحزمة في آلة يحركها حزام. يضمن الاحتكاك الكافي نقلًا فعالًا للطاقة دون الانزلاق ، ولكن الاحتكاك المفرط قد يؤدي إلى تآكل الحزام بسرعة. تحدث أنواع مختلفة من الاهتراء مثل التعب والتآكل والاحتكاك أثناء تشغيل محرك الحزام. من أجل إطالة عمر الحزام وتقليل التكلفة والوقت على إصلاح واستبدال الحزام ، فإن التقييم الموثوق لأداء تآكل الأحزمة أمر مرغوب فيه لتحسين عمر الحزام وكفاءة الإنتاج وأداء التطبيق. القياس الدقيق لمعامل الاحتكاك ومعدل التآكل للحزام يسهل البحث والتطوير ومراقبة الجودة لإنتاج الحزام.

هدف القياس

في هذه الدراسة ، قمنا بمحاكاة ومقارنة سلوكيات ارتداء الأحزمة ذات القوام السطحي المختلف لعرض قدرة نانوفيا T2000 Tribometer في محاكاة عملية تآكل الحزام بطريقة محكومة ومراقب.

نانوفيا

T2000

إجرائات الإمتحان

تم تقييم معامل الاحتكاك ، COF ، ومقاومة التآكل لحزامين مع خشونة السطح المختلفة والملمس من خلال نانوفيا حمل زائد ثلاثي الأبعاد باستخدام وحدة التآكل الترددي الخطي. تم استخدام كرة فولاذية 440 (قطرها 10 مم) كمادة مضادة. تم فحص خشونة السطح ومسار التآكل باستخدام جهاز متكامل مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد. معدل التآكل، ك، باستخدام الصيغة K = Vl (Fxs)، أين الخامس هو الحجم البالي ، F هو الحمل العادي و س هي المسافة المنزلقة.

يرجى ملاحظة أنه تم استخدام نظير كرة فولاذية 440 ملساء كمثال في هذه الدراسة ، يمكن تطبيق أي مادة صلبة ذات أشكال مختلفة وتشطيب سطحي باستخدام تركيبات مخصصة لمحاكاة حالة التطبيق الفعلية.

النتائج والمناقشة

يتميز الحزام المحكم والحزام الأملس بخشونة سطحية Ra تبلغ 33.5 و 8.7 um ، على التوالي ، وفقًا لمحات السطح التي تم تحليلها والتي تم التقاطها باستخدام نانوفيا 3D بروفايل بصري عدم الاتصال. تم قياس COF ومعدل التآكل للحزامين المختبرين عند 10 N و 100 N ، على التوالي ، لمقارنة سلوك تآكل الأحزمة عند الأحمال المختلفة.

شكل 1 يوضح تطور COF للأحزمة أثناء اختبارات التآكل. تُظهر الأحزمة ذات القوام المختلف سلوكيات تآكل مختلفة إلى حد كبير. من المثير للاهتمام أنه بعد فترة التشغيل التي يزداد فيها COF تدريجيًا ، يصل الحزام المحكم إلى COF أقل من 0.5 ~ في كلا الاختبارين اللذين تم إجراؤهما باستخدام أحمال 10 N و 100 N. يُظهر الحمل البالغ 10 نيوتن COF أعلى بكثير من ~ 1.4 عندما يصبح COF مستقرًا ويحتفظ فوق هذه القيمة لبقية الاختبار. تم اختبار الحزام الناعم الذي تم اختباره تحت حمولة 100 N سريعًا بواسطة الكرة الفولاذية 440 وشكل مسار تآكل كبير. لذلك توقف الاختبار عند 220 دورة.

شكل ١: تطور COF للأحزمة بأحمال مختلفة.

يقارن الشكل 2 صور مسار التآكل ثلاثية الأبعاد بعد الاختبارات عند 100 N. يوفر مقياس NANOVEA 3D غير المتصل بعدم التلامس أداة لتحليل الشكل التفصيلي لمسارات التآكل ، مما يوفر مزيدًا من التبصر في الفهم الأساسي لآلية التآكل.

الجدول 1: نتيجة تحليل مسار التآكل.

الشكل 2: عرض ثلاثي الأبعاد للحزامين
بعد الاختبارات عند 100 N.

يسمح ملف مسار التآكل ثلاثي الأبعاد بتحديد مباشر ودقيق لحجم مسار التآكل المحسوب بواسطة برنامج التحليل المتقدم كما هو موضح في الجدول 1. في اختبار التآكل لـ 220 دورة ، يحتوي الحزام الناعم على مسار تآكل أكبر وأعمق بكثير بحجم 75.7 مم 3 ، مقارنة بحجم تآكل 14.0 مم 3 للحزام المحكم بعد اختبار تآكل 600 ثورة. يؤدي الاحتكاك العالي للحزام الناعم ضد الكرة الفولاذية إلى معدل تآكل أعلى بمقدار 15 ضعفًا مقارنة بالحزام المحكم.

من المحتمل أن يكون هذا الاختلاف الكبير في COF بين الحزام المحكم والحزام الأملس مرتبطًا بحجم منطقة التلامس بين الحزام والكرة الفولاذية ، مما يؤدي أيضًا إلى أداء التآكل المختلف. يوضح الشكل 3 مسارات التآكل للحزامين تحت المجهر البصري. يتوافق فحص مسار التآكل مع الملاحظة الخاصة بتطور COF: الحزام المحكم ، الذي يحافظ على انخفاض COF يبلغ 0.5 تقريبًا ، لا يُظهر أي علامة على التآكل بعد اختبار التآكل تحت حمولة 10 N. يظهر الحزام الناعم تآكلًا بسيطًا المسار عند 10 N. تخلق اختبارات التآكل التي تم إجراؤها عند 100 N مسارات تآكل أكبر بشكل كبير على كل من الأحزمة ذات النسيج الناعم والسلس ، وسيتم حساب معدل التآكل باستخدام ملفات التعريف ثلاثية الأبعاد كما سيتم مناقشته في الفقرة التالية.

الشكل 3: قم بارتداء المسارات تحت المجهر الضوئي.

خاتمة

في هذه الدراسة ، عرضنا قدرة NANOVEA T2000 Tribometer في تقييم معامل الاحتكاك ومعدل تآكل الأحزمة بطريقة كمية وجيدة التحكم. يلعب نسيج السطح دورًا مهمًا في مقاومة الاحتكاك والتآكل للأحزمة أثناء أداء الخدمة. يُظهر الحزام المحكم معامل احتكاك ثابتًا يبلغ 0.5 تقريبًا ويمتلك عمرًا طويلاً ، مما يؤدي إلى تقليل الوقت والتكلفة في إصلاح أو استبدال الأداة. وبالمقارنة ، فإن الاحتكاك المفرط للحزام الأملس ضد الكرة الفولاذية يؤدي إلى تآكل الحزام بسرعة. علاوة على ذلك ، يعتبر التحميل على الحزام عاملاً حيويًا في مدة خدمته. يخلق الحمل الزائد احتكاكًا عاليًا جدًا ، مما يؤدي إلى تسريع تآكل الحزام.

يوفر NANOVEA T2000 Tribometer اختبارًا دقيقًا وقابلًا للتكرار للتآكل والاحتكاك باستخدام أوضاع الدوران والخطية المتوافقة مع ISO و ASTM ، مع تآكل اختياري بدرجة حرارة عالية ، ووحدات تزييت وتآكل ثلاثي متوفرة في نظام واحد متكامل مسبقًا. نانوفيا النطاق الذي لا مثيل له هو الحل المثالي لتحديد النطاق الكامل للخصائص الترايبولوجية للطلاءات الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو القاسية والأغشية والركائز.

هل لديك تطبيق مماثل؟

The post Polymer Belt Wear and Friction using a Tribometer appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

أداء كشط ورق الصنفرة باستخدام الترايبومتر

nanovea — الاثنين، 01 نوفمبر 2021 20:39:55 +0000

أداء احتكاك ورق الصنفرة

استخدام ثلاثي الأبعاد

أُعدت بواسطة

دوانجي لي ، دكتوراه

مقدمة

يتكون ورق الصنفرة من جزيئات كاشطة يتم لصقها على وجه واحد من الورق أو القماش. يمكن استخدام مواد كاشطة مختلفة للجسيمات ، مثل العقيق وكربيد السيليكون وأكسيد الألومنيوم والماس. يتم تطبيق ورق الصنفرة على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من القطاعات الصناعية لإنشاء تشطيبات سطحية محددة على الخشب والمعدن والجدران الجافة. غالبًا ما يعملون تحت ضغط عالٍ يتم تطبيقه يدويًا أو أدوات كهربائية.

أهمية تقييم أداء احتكاك ورق الصنفرة

غالبًا ما يتم تحديد فعالية ورق الصنفرة من خلال أداء التآكل في ظل ظروف مختلفة. يحدد حجم الحبيبات ، أي حجم الجسيمات الكاشطة المدمجة في ورق الصنفرة ، معدل التآكل وحجم الخدش للمادة التي يتم صقلها. تحتوي أوراق الصنفرة ذات الأرقام الحبيبية العالية على جزيئات أصغر ، مما ينتج عنه سرعات صنفرة أقل وتشطيبات سطح أكثر دقة. يمكن أن يكون لأوراق الرمل التي تحمل نفس عدد الحبيبات ولكنها مصنوعة من مواد مختلفة سلوكيات غير متشابهة في الظروف الجافة أو الرطبة. هناك حاجة إلى تقييمات ترايبولوجية موثوقة للتأكد من أن ورق الصنفرة المصنوع يمتلك السلوك الكاشط المرغوب فيه. تسمح هذه التقييمات للمستخدمين بإجراء مقارنة كمية لسلوكيات التآكل لأنواع مختلفة من ورق الصنفرة بطريقة خاضعة للرقابة والمراقبة من أجل اختيار أفضل مرشح للتطبيق المستهدف.

هدف القياس

في هذه الدراسة، نعرض قدرة جهاز قياس الاحتكاك الهوائي NANOVEA T2000 High Load Pneumatic Tribometer على التقييم الكمي لأداء التآكل لمختلف عينات ورق الصنفرة في الظروف الجافة والرطبة.

نانوفيا T2000 حمولة عالية
مقياس الاحتكاك الهوائي

إجرائات الإمتحان

تم تقييم معامل الاحتكاك (COF) وأداء التآكل لنوعين من ورق الصنفرة بواسطة مقياس Tribometer NANOVEA T100. تم استخدام كرة من الفولاذ المقاوم للصدأ 440 كمادة مضادة. تم فحص ندوب تآكل الكرة بعد كل اختبار تآكل باستخدام NANOVEA ملف التعريف البصري ثلاثي الأبعاد غير المتصل لضمان قياسات دقيقة لفقدان الحجم.

يرجى ملاحظة أنه تم اختيار كرة من الفولاذ المقاوم للصدأ 440 كمواد مضادة لإنشاء دراسة مقارنة ولكن يمكن استبدال أي مادة صلبة لمحاكاة حالة تطبيق مختلفة.

نتائج الاختبار والمناقشة

يوضح الشكل 1 مقارنة COF لورق الصنفرة 1 و 2 في ظل الظروف البيئية الجافة والرطبة. يُظهر ورق الصنفرة 1 ، في ظل الظروف الجافة ، COF قدره 0.4 في بداية الاختبار والذي يتناقص تدريجياً ويستقر عند 0.3. في ظل الظروف الرطبة ، تُظهر هذه العينة متوسط COF أقل من 0.27. في المقابل ، تُظهر نتائج COF للعينة 2 COF جافًا قدره 0.27 و COF رطبًا ~ 0.37.

يرجى ملاحظة أن التذبذب في البيانات لجميع مخططات COF كان ناتجًا عن الاهتزازات الناتجة عن حركة انزلاق الكرة على أسطح ورق الصنفرة الخشنة.

شكل ١: تطور COF أثناء اختبارات التآكل.

يلخص الشكل 2 نتائج تحليل ندبة التآكل. تم قياس ندوب التآكل باستخدام مجهر بصري وملف تعريف بصري NANOVEA 3D Non-Contact. الشكل 3 والشكل 4 يقارنان ندوب التآكل لكرات SS440 البالية بعد اختبارات التآكل على ورق الصنفرة 1 و 2 (الظروف الرطبة والجافة). كما هو مبين في الشكل 4 ، يلتقط NANOVEA Optical Profiler بدقة التضاريس السطحية للكرات الأربع ومسارات التآكل الخاصة بكل منها والتي تمت معالجتها بعد ذلك باستخدام برنامج NANOVEA Mountains Advanced Analysis لحساب فقد الحجم ومعدل التآكل. على المجهر وصورة الملف الشخصي للكرة ، يمكن ملاحظة أن الكرة المستخدمة في اختبار الصنفرة 1 (الجاف) أظهرت ندبة تآكل أكبر مقارنة بالآخرين مع فقد حجمها 0.313 مم³. في المقابل ، كان فقد الحجم لورق الصنفرة 1 (مبلل) 0.131 مم³. بالنسبة إلى ورق الصنفرة 2 (الجاف) ، كان فقد الحجم 0.163 مم³ وبالنسبة لورق الصنفرة 2 (الرطب) ، زاد فقد الحجم إلى 0.237 مم³.

علاوة على ذلك ، من المثير للاهتمام ملاحظة أن COF لعبت دورًا مهمًا في أداء الكشط لأوراق الصنفرة. أظهر ورق الصنفرة 1 نسبة أعلى من COF في حالة الجفاف ، مما أدى إلى معدل تآكل أعلى للكرة SS440 المستخدمة في الاختبار. وبالمقارنة ، أدى ارتفاع COF الخاص بورق الصنفرة 2 في الحالة الرطبة إلى معدل تآكل أعلى. يتم عرض مسارات التآكل لأوراق الصنفرة بعد القياسات في الشكل 5.

يدعي كل من ورق الصنفرة 1 و2 أنه يعمل في البيئات الجافة والرطبة. ومع ذلك، فقد أظهروا أداءً مختلفًا بشكل كبير في التآكل في الظروف الجافة والرطبة. نانوفيا مقاييس الحرارة توفير إمكانات تقييم التآكل القابلة للقياس الكمي والموثوقة والتي تضمن تقييمات التآكل القابلة للتكرار. علاوة على ذلك، فإن قدرة قياس COF في الموقع تسمح للمستخدمين بربط المراحل المختلفة لعملية التآكل مع تطور COF، وهو أمر بالغ الأهمية في تحسين الفهم الأساسي لآلية التآكل والخصائص القبلية لورق الصنفرة

الشكل 2: ارتداء حجم ندبة من الكرات ومتوسط COF تحت ظروف مختلفة.

الشكل 3: ارتداء ندبات الكرات بعد الاختبارات.

الشكل 4: شكل ثلاثي الأبعاد لندبات التآكل على الكرات.

الشكل 5: قم بارتداء المسارات على ورق الصنفرة تحت ظروف مختلفة.

خاتمة

تم تقييم أداء التآكل لنوعين من ورق الصنفرة من نفس عدد الحبيبات تحت ظروف جافة ورطبة في هذه الدراسة. تلعب شروط خدمة ورق الصنفرة دورًا مهمًا في فعالية أداء العمل. يتميز ورق الصنفرة 1 بسلوك تآكل أفضل في الظروف الجافة ، بينما كان أداء ورق الصنفرة 2 أفضل في الظروف الرطبة. يعد الاحتكاك أثناء عملية الصنفرة عاملاً مهمًا يجب مراعاته عند تقييم أداء التآكل. يقيس NANOVEA Optical Profiler بدقة التشكل ثلاثي الأبعاد لأي سطح ، مثل ندوب التآكل على الكرة ، مما يضمن تقييمًا موثوقًا لأداء تآكل ورق الصنفرة في هذه الدراسة. يقيس NANOVEA Tribometer معامل الاحتكاك في الموقع أثناء اختبار التآكل ، مما يوفر نظرة ثاقبة على المراحل المختلفة لعملية التآكل. كما يوفر أيضًا اختبار التآكل والاحتكاك المتكرر باستخدام أوضاع الدوران والخطية المتوافقة مع ISO و ASTM ، مع توفر وحدات التآكل والتشحيم الاختيارية ذات درجات الحرارة العالية في نظام واحد متكامل مسبقًا. يتيح هذا النطاق الذي لا مثيل له للمستخدمين محاكاة بيئة العمل القاسية المختلفة للمحامل الكروية بما في ذلك الضغط العالي والتآكل ودرجة الحرارة المرتفعة ، إلخ. كما أنه يوفر أداة مثالية للتقييم الكمي للسلوكيات الترابطية للمواد فائقة مقاومة التآكل تحت الأحمال العالية.

هل لديك تطبيق مماثل؟

The post Sandpaper Abrasion Performance Using a Tribometer appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

اختبار ارتداء المكبس

nanovea — الثلاثاء، 21 سبتمبر 2021 20:41:22 +0000

اختبار تآكل المكبساستخدام نانوفيا تريبومتر

أُعدت بواسطة

فرانك ليو

ما هو اختبار تآكل المكبس؟

يقيّم اختبار تآكل المكبس الاحتكاك والتشحيم ومتانة المواد بين حواف المكبس وبطانات الأسطوانات في ظروف معملية خاضعة للرقابة. باستخدام تريبومتر, ، يمكن للمهندسين محاكاة الحركة الترددية الحقيقية وقياس معامل الاحتكاك ومعدل التآكل وتضاريس السطح ثلاثي الأبعاد بدقة. توفر هذه النتائج رؤى أساسية حول السلوك الترايبولوجي للطلاءات ومواد التشحيم والسبائك المستخدمة في مكابس المحركات، مما يساعد على تحسين الأداء وكفاءة استهلاك الوقود والموثوقية على المدى الطويل.

رسم تخطيطي لنظام أسطوانات الطاقة وواجهات بطانة المكبس-زيوت التشحيم-الاسطوانة.

💡 هل تريد قياس معدل التآكل والاحتكاك لعيناتك الخاصة؟ اطلب اختبارًا مخصصًا في علم الاحتكاك يتناسب مع تطبيقك.

أهمية اختبار تآكل المكبس في تطوير المحركات

زيت المحرك هو مادة تشحيم مصممة جيدًا لاستخدامها. بالإضافة إلى الزيت الأساسي ، يتم إضافة مواد مضافة مثل المنظفات والمشتتات ومحسن اللزوجة (VI) والعوامل المضادة للتآكل / المضادة للاحتكاك ومثبطات التآكل لتحسين أدائها. تؤثر هذه الإضافات على كيفية تصرف الزيت في ظل ظروف التشغيل المختلفة. يؤثر سلوك الزيت على واجهات PLC ويحدد ما إذا كان التآكل الكبير ناتجًا عن التلامس بين المعدن والمعدن أو حدوث تزييت هيدروديناميكي (تآكل ضئيل جدًا).

من الصعب فهم واجهات PLC دون عزل المنطقة عن المتغيرات الخارجية. من الأكثر عملية محاكاة الحدث بشروط تمثل تطبيقه الواقعي. ال نانوفيا يعتبر مقياس ضغط الهواء مثاليًا لهذا الغرض. مجهزة بأجهزة استشعار قوة متعددة ، ومستشعر عمق ، ووحدة تشحيم قطرة بقطرة ، ومرحلة تبادلية خطية ، نانوفيا T2000 قادر على محاكاة الأحداث التي تحدث داخل كتلة المحرك بشكل دقيق والحصول على بيانات قيمة لفهم واجهات P-L-C بشكل أفضل.

الوحدة السائلة على NANOVEA T2000 Tribometer

تعتبر الوحدة النمطية التي يتم عرضها بواسطة Drop-by-drop أمرًا بالغ الأهمية لهذه الدراسة. نظرًا لأن المكابس يمكن أن تتحرك بمعدل سريع جدًا (أعلى من 3000 دورة في الدقيقة) ، فمن الصعب إنشاء طبقة رقيقة من مادة التشحيم عن طريق غمر العينة. لعلاج هذه المشكلة ، يمكن لوحدة الإسقاط أن تطبق باستمرار كمية ثابتة من مواد التشحيم على سطح حافة المكبس.

يزيل استخدام مواد التشحيم الطازجة أيضًا القلق من ملوثات التآكل المنزاحة التي تؤثر على خصائص مادة التشحيم.

كيف تحاكي أجهزة قياس الاحتكاك
تآكل المكبس الحقيقي

سيتم في هذا التقرير دراسة واجهات التلامس بين تنورة المكبس وزيت التشحيم وبطانة الأسطوانة. سيتم تكرار واجهات التلامس هذه عن طريق إجراء حركة ترددية خطية. اختبار التآكل مع وحدة تزييت قطرة قطرة.

سيتم تطبيق زيت التشحيم في درجة حرارة الغرفة وظروف التسخين لمقارنة البداية الباردة وظروف التشغيل المثلى. ستتم ملاحظة COF ومعدل التآكل لفهم كيفية تصرف الواجهات بشكل أفضل في تطبيقات الحياة الواقعية.

نانوفيا T2000
ارتفاع ضغط ثلاثي الأبعاد

معلمات اختبار تآكل المكبس والإعداد

حمولة …………………………. 100 شمال

مدة الاختبار …………………………. 30 دقيقة

سرعة …………………………. 2000 دورة في الدقيقة

توسيع …………………………. 10 ملم

المسافة الكلية …………………………. 1200 م

طلاء التنورة …………………………. مولي الجرافيت

مادة PIN …………………………. سبائك الألومنيوم 5052

قطر PIN …………………………. 10 ملم

المزلق …………………………. زيت المحرك (10W-30)

تقريبا. معدل المد و الجزر …………………………. 60 مل / دقيقة

درجة حرارة …………………………. درجة حرارة الغرفة و 90 درجة مئوية

أهمية الواقع العملي لـ
اختبار ارتداء المكبس

يوفر اختبار تآكل المكبس باستخدام جهاز قياس الاحتكاك معلومات مهمة حول كيفية تأثير اختيار المواد واستراتيجيات التشحيم على موثوقية المحرك الفعلية. بدلاً من الاعتماد على اختبارات المحرك الكاملة المكلفة، يمكن للمختبرات تقييم الطلاء والزيوت وأسطح السبائك في ظل ظروف تحميل ميكانيكي ودرجة حرارة واقعية. NANOVEA’s قياس الملامح ثلاثي الأبعاد وتسمح وحدات علم الاحتكاك بتحديد دقيق لعمق التآكل واستقرار الاحتكاك، مما يساعد فرق البحث والتطوير على تحسين الأداء وتقليل دورات التطوير.

نتائج اختبار تآكل المكبس وتحليلها

في هذه التجربة، تم استخدام A5052 كمواد مضادة. في حين أن كتل المحركات عادة ما تكون مصنوعة من الألومنيوم المصبوب مثل A356، فإن A5052 لها خصائص ميكانيكية مشابهة لـ A356 في هذا الاختبار المحاكي [1].

في ظل ظروف الاختبار، لوحظ تآكل كبير على تنورة المكبس في درجة حرارة الغرفة مقارنة بدرجة حرارة 90 درجة مئوية. تشير الخدوش العميقة التي شوهدت على العينات إلى أن التلامس بين المادة الساكنة وتنورة المكبس يحدث بشكل متكرر طوال الاختبار. قد تمنع اللزوجة العالية في درجة حرارة الغرفة الزيت من ملء الفجوات تمامًا في الأسطح البينية وتؤدي إلى تلامس المعدن مع المعدن. عند درجة حرارة أعلى، يصبح الزيت أقل لزوجة ويتمكن من التدفق بين الدبوس والمكبس. ونتيجة لذلك، لوحظ تآكل أقل بشكل ملحوظ عند درجة حرارة أعلى. يوضح الشكل 5 أن أحد جانبي علامة التآكل تآكل بشكل أقل بكثير من الجانب الآخر. ويرجع ذلك على الأرجح إلى موقع خروج الزيت. كانت سماكة طبقة زيت التشحيم أكثر سمكًا على أحد الجانبين مقارنة بالجانب الآخر، مما تسبب في تآكل غير متساوٍ.

[1] “الألومنيوم 5052 مقابل الألومنيوم 356.0”. MakeItFrom.com، makeitfrom.com/compare/5052-O-Aluminum/A356.0-SG70B-A13560-Cast-Aluminum

يمكن تقسيم COF لاختبارات الترايبولوجي الخطية إلى تمريرة عالية ومنخفضة. يشير التمرير العالي إلى العينة التي تتحرك في الاتجاه الأمامي أو الإيجابي ويشير التمرير المنخفض إلى تحرك العينة في الاتجاه المعاكس أو السلبي. لوحظ أن متوسط COF لزيت RT أقل من 0.1 لكلا الاتجاهين. كان متوسط COF بين التمريرات 0.072 و 0.080. تم العثور على متوسط COF لزيت 90 درجة مئوية مختلفًا بين التمريرات. لوحظ متوسط قيم COF من 0.167 و 0.09. يعطي الاختلاف في COF دليلًا إضافيًا على أن الزيت كان قادرًا فقط على تبليل جانب واحد من الدبوس بشكل صحيح. تم الحصول على نسبة عالية من COF عندما تم تشكيل فيلم سميك بين الدبوس وتنورة المكبس بسبب حدوث تزييت هيدروديناميكي. لوحظ انخفاض COF في الاتجاه الآخر عند حدوث تزييت مختلط. لمزيد من المعلومات حول التزييت الهيدروديناميكي والتشحيم المختلط ، يرجى زيارة ملاحظة التطبيق الخاصة بنا على منحنيات Stribeck.

الجدول 1: النتائج من اختبار التآكل المشحم على المكابس.

شكل ١: الرسوم البيانية COF لاختبار تآكل الزيت في درجة حرارة الغرفة. A الخام B تمرير مرتفع C منخفض.

الشكل 2: الرسوم البيانية COF لـ 90 درجة مئوية اختبار زيت التآكل A الخام الجانبي B تمرير مرتفع C منخفض.

الشكل 3: صورة بصرية لندبة التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك RT.

الشكل 4: حجم تحليل ثقب ندبة التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك RT.

الشكل 5: فحص قياس ملامح ندبات التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك RT.

الشكل 6: صورة بصرية لندبة التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك عند 90 درجة مئوية

الشكل 7: حجم تحليل ثقب ندبة التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك عند 90 درجة مئوية.

الشكل 8: فحص قياس ملامح ندبة التآكل من اختبار تآكل زيت المحرك عند 90 درجة مئوية.

الخلاصة: تقييم تآكل المحرك باستخدام مقياس الاحتكاك NANOVEA

أجريت اختبارات تآكل ترددية خطية مشحمة على مكبس لمحاكاة الأحداث التي تحدث في محرك تشغيلي حقيقي. تعتبر واجهات التلامس بين تنورة المكبس وزيت التشحيم وبطانة الأسطوانة حاسمة بالنسبة لعمليات المحرك. سماكة زيت التشحيم عند واجهة التلامس مسؤولة عن فقدان الطاقة بسبب الاحتكاك أو التآكل بين تنورة المكبس وبطانة الأسطوانة. لتحسين أداء المحرك، يجب أن تكون سماكة الطبقة رقيقة قدر الإمكان دون السماح بملامسة حافة المكبس وبطانة الأسطوانة. لكن التحدي يكمن في كيفية تأثير التغيرات في درجة الحرارة والسرعة والقوة على واجهات P-L-C.

بفضل نطاقه الواسع من الأحمال (حتى 2000 نيوتن) والسرعات (حتى 15000 دورة في الدقيقة)، يمكن لمقياس الاحتكاك NANOVEA T2000 محاكاة الظروف المختلفة التي يمكن أن تحدث في المحرك. تشمل الدراسات المستقبلية المحتملة حول هذا الموضوع كيفية تصرف واجهات P-L-C تحت أحمال ثابتة مختلفة، وأحمال متذبذبة، ودرجات حرارة مختلفة لزيوت التشحيم، وسرعات مختلفة، وطرق مختلفة لتطبيق زيوت التشحيم. يمكن ضبط هذه المعلمات بسهولة باستخدام مقياس الاحتكاك NANOVEA T2000 للحصول على فهم كامل لآليات واجهات التنورة المكبسية-زيت التشحيم-بطانة الأسطوانة.

ℹ️ هل أنت مهتم باختبار وسادات الفرامل؟ تعرف على المزيد حول منتجاتنا المخصصة جهاز اختبار احتكاك المكابح للوسادات والبطانات والبحث والتطوير في مجال السيارات.

هل لديك تطبيق مماثل؟

The post Piston Wear Testing appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

اختبار رطوبة طلاء الزجاج بواسطة Tribometer

nanovea — الخميس، 13 مايو 2021 19:40:10 +0000

اختبار رطوبة طلاء الزجاج بواسطة Tribometer

يتعلم أكثر

رطوبة طلاء الزجاج

ارتدِ الاختبار بالمقاييس الثلاثية

أُعدت بواسطة

دوانجي لي، دكتوراه

مقدمة

يخلق طلاء الزجاج ذاتية التنظيف سطحًا زجاجيًا سهل التنظيف يمنع تراكم الأوساخ والأوساخ والبقع. تعمل ميزة التنظيف الذاتي على تقليل تكاليف التكرار والوقت والطاقة والتنظيف بشكل كبير ، مما يجعلها خيارًا جذابًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات السكنية والتجارية ، مثل الواجهة الزجاجية والمرايا وزجاج الدش والنوافذ والزجاج الأمامي.

أهمية مقاومة ارتداء الطلاء الزجاجي للتنظيف الذاتي

أحد التطبيقات الرئيسية لطلاء التنظيف الذاتي هو السطح الخارجي للواجهة الزجاجية على ناطحات السحاب. غالبًا ما يتعرض السطح الزجاجي للهجوم بواسطة جزيئات عالية السرعة تحملها الرياح القوية. تلعب حالة الطقس أيضًا دورًا رئيسيًا في عمر خدمة طلاء الزجاج. قد يكون من الصعب جدًا والمكلف معالجة السطح الزجاجي وتطبيق الطلاء الجديد عند فشل الطلاء القديم. ولذلك ، فإن مقاومة التآكل لطلاء الزجاج تحته
حالة الطقس المختلفة أمر بالغ الأهمية.

من أجل محاكاة الظروف البيئية الواقعية لطلاء التنظيف الذاتي في ظروف جوية مختلفة ، يلزم إجراء تقييم تآكل قابل للتكرار في رطوبة يتم التحكم فيها والمراقبة. يسمح للمستخدمين بمقارنة مقاومة التآكل للطلاءات ذاتية التنظيف المعرضة لرطوبة مختلفة بشكل صحيح واختيار أفضل مرشح للتطبيق المستهدف.

هدف القياس

في هذه الدراسة ، أظهرنا أن نانوفيا T100 Tribometer المجهز بجهاز تحكم في الرطوبة هو أداة مثالية للتحقق من مقاومة التآكل لطلاء الزجاج ذاتية التنظيف في رطوبة مختلفة.

نانوفيا

T100

إجرائات الإمتحان

تم طلاء شرائح مجهر زجاج الصودا والجير بطبقات زجاجية ذاتية التنظيف مع وصفتين مختلفتين للمعالجة. يتم تحديد هذين الطلاءين على أنهما طلاء 1 وطلاء 2. يتم أيضًا اختبار شريحة زجاجية عارية غير مطلية للمقارنة.

نانوفيا ثلاثي الأبعاد تم استخدام وحدة التحكم في الرطوبة لتقييم السلوك الاحتكاكي، على سبيل المثال، معامل الاحتكاك، COF، ومقاومة التآكل للطلاءات الزجاجية ذاتية التنظيف. تم تطبيق طرف كرة WC (قطر 6 مم) على العينات التي تم اختبارها. تم تسجيل COF في الموقع. يتحكم جهاز التحكم في الرطوبة المتصل بغرفة Tribo بدقة في قيمة الرطوبة النسبية (RH) في نطاق ±1 %. تم فحص مورفولوجيا مسار التآكل تحت المجهر الضوئي بعد اختبارات التآكل.

اقصى حموله 40 ملي نيوتن

النتائج والمناقشة

تم إجراء اختبارات تآكل المسمار على القرص في ظروف رطوبة مختلفة على الزجاج المطلي وغير المطلي
عينات. تم تسجيل COF في الموقع أثناء اختبارات التآكل كما هو موضح في شكل 1 ويتم تلخيص متوسط COF في الشكل 2. الشكل 4 يقارن مسارات التآكل بعد اختبارات التآكل.

كما هو موضح في شكل 1، يُظهر الزجاج غير المطلي نسبة عالية من COF تبلغ 0.45 ~ بمجرد أن تبدأ الحركة المنزلقة في 30% RH ، ويزداد تدريجياً إلى 0.6 ~ في نهاية اختبار التآكل 300 ثورة. بالمقارنة ، فإن
تُظهر عينات الزجاج المطلي Coating 1 و Coating 2 انخفاض COF أقل من 0.2 في بداية الاختبار. COF
من الطلاء 2 يستقر عند ~ 0.25 خلال بقية الاختبار ، بينما يُظهر Coating 1 زيادة حادة في COF عند
~ 250 دورة وتصل قيمة COF إلى 0.5 ~. عندما يتم إجراء اختبارات التآكل في 60% RH ، فإن
لا يزال الزجاج غير المطلي يُظهر COF أعلى من ~ 0.45 طوال اختبار التآكل. تعرض الطلاءات 1 و 2 قيم COF من 0.27 و 0.22 على التوالي. في 90% RH ، يمتلك الزجاج غير المطلي نسبة عالية من COF ~ 0.5 في نهاية اختبار التآكل. تُظهر الطلاءات 1 و 2 COF قابلة للمقارنة تبلغ 0.1 ~ عند بدء اختبار التآكل. يحافظ الطلاء 1 على COF مستقر نسبيًا يبلغ 0.15 تقريبًا. ومع ذلك ، فشل طلاء 2 عند حوالي 100 دورة ، تليها زيادة كبيرة في COF إلى 0.5 ~ قرب نهاية اختبار التآكل.

ينتج الاحتكاك المنخفض لطلاء الزجاج ذاتي التنظيف عن انخفاض طاقة سطحه. إنه يخلق ثابتًا عاليًا جدًا
زاوية الاتصال بالماء وزاوية التدحرج المنخفضة. يؤدي إلى تكوين قطرات ماء صغيرة على سطح الطلاء في 90% RH كما هو موضح تحت المجهر في الشكل 3. يؤدي أيضًا إلى انخفاض متوسط COF من ~ 0.23 إلى ~ 0.15 لـ Coating 2 حيث تزيد قيمة RH من 30% إلى 90%.

شكل ١: معامل الاحتكاك أثناء اختبارات الدبوس على القرص في رطوبة نسبية مختلفة.

الشكل 2: متوسط COF أثناء اختبارات التثبيت على القرص في رطوبة نسبية مختلفة.

الشكل 3: تشكل قطرات ماء صغيرة على سطح الزجاج المطلي.

الشكل 4 يقارن آثار التآكل على السطح الزجاجي بعد اختبارات التآكل في درجات رطوبة مختلفة. يُظهر الطلاء 1 علامات تآكل خفيف بعد اختبارات التآكل في RH 30% و 60%. إنها تمتلك مسار تآكل كبير بعد الاختبار في 90% RH ، بالاتفاق مع الزيادة الكبيرة في COF أثناء اختبار التآكل. لا يُظهر الطلاء 2 أي علامة تقريبًا على التآكل بعد اختبارات التآكل في كل من البيئة الجافة والرطبة ، كما أنه يُظهر انخفاض ثابت من COF أثناء اختبارات التآكل في رطوبة مختلفة. إن الجمع بين الخصائص الترايبولوجية الجيدة والطاقة السطحية المنخفضة يجعل طلاء 2 مرشحًا جيدًا لتطبيقات طلاء الزجاج ذاتية التنظيف في البيئات القاسية. بالمقارنة ، يُظهر الزجاج غير المطلي مسارات تآكل أكبر و COF أعلى في رطوبة مختلفة ، مما يدل على ضرورة تقنية الطلاء بالتنظيف الذاتي.

الشكل 4: قم بارتداء المسارات بعد اختبارات التثبيت على القرص في رطوبة نسبية مختلفة (تكبير 200 مرة).

خاتمة

نانوفيا T100 Tribometer هو أداة ممتازة للتقييم ومراقبة الجودة لطلاءات الزجاج ذاتية التنظيف في درجات الرطوبة المختلفة. تسمح قدرة قياس COF في الموقع للمستخدمين بربط المراحل المختلفة من عملية التآكل بتطور COF ، وهو أمر بالغ الأهمية في تحسين الفهم الأساسي لآلية التآكل والخصائص الترايبولوجية لطلاء الزجاج. استنادًا إلى التحليل الترايبولوجي الشامل لطلاء الزجاج ذاتية التنظيف الذي تم اختباره في رطوبة مختلفة ، نظهر أن Coating 2 تمتلك نسبة منخفضة من COF ثابتة ومقاومة تآكل فائقة في كل من البيئات الجافة والرطبة ، مما يجعلها مرشحًا أفضل لطلاء الزجاج ذاتي التنظيف تتعرض التطبيقات لظروف مناخية مختلفة.

نانوفيا توفر أجهزة قياس الاحتكاك اختبار تآكل واحتكاك دقيق وقابل للتكرار باستخدام أوضاع دوارة وخطية متوافقة مع ISO و ASTM ، مع تآكل اختياري عالي الحرارة ، ووحدات تزييت وتآكل تريبو متوفرة في نظام واحد متكامل مسبقًا. يتوفر ملف تعريف اختياري ثلاثي الأبعاد غير متصل للارتفاع
دقة التصوير ثلاثي الأبعاد لمسار التآكل بالإضافة إلى قياسات السطح الأخرى مثل الخشونة.

هل لديك تطبيق مماثل؟

The post Glass Coating Humidity Wear Testing by Tribometer appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

قياس التآكل في الموقع عند درجة حرارة عالية

Andrew Shore — الثلاثاء، 29 ديسمبر 2020 22:20:45 +0000

في الموقع ، ارتدي القياس في درجات حرارة عالية

استخدام ثلاثي الأبعاد

أُعدت بواسطة

دوانجي لي ، دكتوراه

مقدمة

المحول التفاضلي الخطي المتغير (LVDT) هو نوع من المحولات الكهربائية القوية المستخدمة لقياس الإزاحة الخطية. لقد تم استخدامه على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية ، بما في ذلك توربينات الطاقة ، والمكونات الهيدروليكية ، والأتمتة ، والطائرات ، والأقمار الصناعية ، والمفاعلات النووية ، وغيرها الكثير.

في هذه الدراسة، نعرض الوظائف الإضافية لـ LVDT ووحدات درجة الحرارة المرتفعة في NANOVEA ثلاثي الأبعاد والتي تسمح بقياس تغيير عمق مسار التآكل للعينة المختبرة أثناء عملية التآكل في درجات حرارة مرتفعة. يتيح ذلك للمستخدمين ربط المراحل المختلفة لعملية التآكل مع تطور COF، وهو أمر بالغ الأهمية في تحسين الفهم الأساسي لآلية التآكل والخصائص الاحتكاكية للمواد المستخدمة في تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة.

هدف القياس

في هذه الدراسة. نود أن نعرض قدرة NANOVEA T50 Tribometer للمراقبة في الموقع لتطور عملية تآكل المواد في درجات حرارة مرتفعة.

تتم محاكاة عملية تآكل سيراميك سيليكات الألومينا عند درجات حرارة مختلفة بطريقة محكومة ومراقب.

نانوفيا

T50

إجراء الاختبار

تم تقييم السلوك الترابطي ، مثل معامل الاحتكاك ، COF ، ومقاومة التآكل لألواح سيراميك الألومينا بواسطة NANOVEA Tribometer. تم تسخين صفيحة سيراميك سيليكات الألومينا بواسطة فرن من درجة حرارة الغرفة ، RT ، إلى درجات حرارة مرتفعة (400 درجة مئوية و 800 درجة مئوية) ، متبوعة باختبارات التآكل عند درجات الحرارة هذه.

للمقارنة ، تم إجراء اختبارات التآكل عند تبريد العينة من 800 درجة مئوية إلى 400 درجة مئوية ثم إلى درجة حرارة الغرفة. تم تطبيق طرف كرة AI2O3 (قطر 6 مم ، درجة 100) ضد العينات المختبرة. تمت مراقبة COF وعمق التآكل ودرجة الحرارة في الموقع.

معلمات الاختبار

من قياس دبوس على القرص

تم تقييم معدل التآكل ، K ، باستخدام الصيغة K = V / (Fxs) = A / (Fxn) ، حيث V هو الحجم البالي ، F هو الحمل الطبيعي ، s هو مسافة الانزلاق ، A هو المقطع العرضي منطقة مسار التآكل ، و n هي عدد الدورات. تم تقييم خشونة السطح وملامح مسار التآكل بواسطة NANOVEA Optical Profiler ، وتم فحص مورفولوجيا مسار التآكل باستخدام مجهر بصري.

النتائج والمناقشة

يظهر عمق COF وعمق مسار التآكل المسجل في الموقع في الشكل 1 والشكل 2 ، على التوالي. في الشكل 1 ، يشير "-I" إلى الاختبار الذي تم إجراؤه عند زيادة درجة الحرارة من RT إلى درجة حرارة مرتفعة. يمثل "-D" انخفاض درجة الحرارة من ارتفاع درجة حرارة 800 درجة مئوية.

كما هو مبين في الشكل 1 ، فإن العينات التي تم اختبارها في درجات حرارة مختلفة تظهر COF قابلة للمقارنة تبلغ 0.6 تقريبًا في جميع أنحاء القياسات. تؤدي نسبة COF المرتفعة إلى عملية تآكل متسارعة تخلق كمية كبيرة من الحطام. تمت مراقبة عمق مسار التآكل أثناء اختبارات التآكل بواسطة LVDT كما هو موضح في الشكل 2. توضح الاختبارات التي تم إجراؤها في درجة حرارة الغرفة قبل تسخين العينة وبعد تبريد العينة أن صفيحة سيراميك سيليكات الألومينا تعرض عملية تآكل تدريجية عند RT ، التآكل يزداد عمق الجنزير تدريجياً طوال اختبار التآكل إلى ~ 170 و ~ 150 ميكرومتر ، على التوالي.

بالمقارنة ، تُظهر اختبارات التآكل في درجات حرارة مرتفعة (400 درجة مئوية و 800 درجة مئوية) سلوك تآكل مختلف - يزداد عمق مسار التآكل على الفور في بداية عملية التآكل ، ويتباطأ مع استمرار الاختبار. تبلغ أعماق مسار التآكل للاختبارات التي يتم إجراؤها عند درجات حرارة 400 درجة مئوية و 800 درجة مئوية و 400 درجة مئوية ~ 140 و ~ 350 و ~ 210 ميكرومتر ، على التوالي.

شكل 1. معامل الاحتكاك أثناء اختبارات التثبيت على القرص عند درجات حرارة مختلفة

الشكل 2. تطور عمق مسار التآكل للوحة سيراميك سيليكات الألومينا عند درجات حرارة مختلفة

تم قياس متوسط معدل التآكل وعمق مسار التآكل لألواح السيراميك سيليكات الألومينا عند درجات حرارة مختلفة باستخدام نانوفيا ملف التعريف البصري كما تم تلخيصه في الشكل 3. يتوافق عمق مسار التآكل مع ذلك المسجل باستخدام LVDT. تُظهر لوحة سيراميك سيليكات الألومينا زيادة كبيرة في معدل التآكل بحوالي 0.5 مم 3 / نيوتن متر عند 800 درجة مئوية ، مقارنة بمعدلات التآكل التي تقل عن 0.2 مم 3 / نيوتن عند درجات حرارة أقل من 400 درجة مئوية. لا تُظهر صفيحة سيليكات الألومينا خصائص ميكانيكية / ترايبولوجية مُحسَّنة بشكل كبير بعد عملية التسخين القصيرة ، حيث تمتلك معدل تآكل مشابه قبل وبعد المعالجة الحرارية.

سيراميك سيليكات الألومينا ، المعروف أيضًا باسم الحمم البركانية والعجائب ، ناعم وقابل للتشغيل الآلي قبل المعالجة بالتسخين. يمكن لعملية إطلاق طويلة في درجات حرارة مرتفعة تصل إلى 1093 درجة مئوية أن تعزز بشكل كبير صلابتها وقوتها ، وبعد ذلك يلزم تصنيع الماس. هذه الخاصية الفريدة تجعل سيراميك سيليكات الألومينا مادة مثالية للنحت.

في هذه الدراسة ، أظهرنا أن المعالجة الحرارية عند درجة حرارة أقل من تلك المطلوبة للحرق (800 درجة مئوية مقابل 1093 درجة مئوية) في وقت قصير لا تحسن الخصائص الميكانيكية والترايبولوجية لسيراميك الألومينا ، مما يجعل الحرق المناسب أمرًا ضروريًا معالجة هذه المادة قبل استخدامها في التطبيقات الحقيقية.

الشكل 3. معدل التآكل وعمق مسار التآكل للعينة عند درجات حرارة مختلفة

خاتمة

بناءً على التحليل الترايبولوجي الشامل في هذه الدراسة ، أظهرنا أن صفيحة سيراميك الألومينا تُظهر معامل احتكاك مماثل عند درجات حرارة مختلفة من درجة حرارة الغرفة إلى 800 درجة مئوية. ومع ذلك ، فإنه يظهر زيادة كبيرة في معدل التآكل ~ 0.5 مم 3 / نيوتن متر عند 800 درجة مئوية ، مما يدل على أهمية المعالجة الحرارية المناسبة لهذا السيراميك.

NANOVEA ثلاثي المقاييس قادرة على تقييم الخصائص الترايبولوجية للمواد للتطبيقات في درجات حرارة عالية تصل إلى 1000 درجة مئوية. تسمح وظيفة COF في الموقع وقياسات عمق مسار التآكل للمستخدمين بربط المراحل المختلفة من عملية التآكل بتطور COF ، وهو أمر بالغ الأهمية في تحسين الفهم الأساسي لآلية التآكل والخصائص الترايبولوجية للمواد المستخدمة في درجات حرارة مرتفعة.

توفر أجهزة قياس الاحتكاك من NANOVEA 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. تعد مجموعة NANOVEA التي لا مثيل لها حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الترايبولوجية للطلاءات الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو القاسية والأغشية والركائز.

تتوفر ملفات التعريف الاختيارية ثلاثية الأبعاد غير الملامسة للتصوير ثلاثي الأبعاد عالي الدقة لمسارات التآكل بالإضافة إلى قياسات السطح الأخرى مثل الخشونة.

هل لديك تطبيق مماثل؟

The post In Situ Wear Measurement at High Temperature appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.