اختبار الاحتكاك |ملاحظات تطبيقية حول معامل الاحتكاك - NANOVEA: أجهزة قياس الملامح المتقدمة، وأجهزة قياس الاحتكاك، وأجهزة قياس الاحتكاك النانوي، وأجهزة اختبار الخدش لاختبار المواد

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.

اختبار خدش طلاء نيتريد التيتانيوم

nanovea — الثلاثاء، 05 أبريل 2022 20:35:46 +0000

اختبار خدش طلاء نيتريد التيتانيوم

فحص رقابة الجودة

أُعدت بواسطة

دوانجي لي ، دكتوراه

مقدمة

إن الجمع بين الصلابة العالية ومقاومة التآكل الممتازة ومقاومة التآكل والخمول يجعل من نيتريد التيتانيوم (TiN) طلاءًا وقائيًا مثاليًا للمكونات المعدنية في مختلف الصناعات. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي احتباس الحواف ومقاومة التآكل لطلاء TiN إلى زيادة كفاءة العمل بشكل كبير وإطالة عمر خدمة أدوات الماكينة مثل شفرات الحلاقة وقواطع المعادن وقوالب الحقن والمناشير. تجعل صلابته العالية وخموله وعدم سميته TiN مرشحًا رائعًا للتطبيقات في الأجهزة الطبية بما في ذلك الغرسات والأدوات الجراحية.

أهمية اختبار خدش طلاء TiN

يلعب الإجهاد المتبقي في طلاءات PVD / CVD الواقية دورًا مهمًا في الأداء والسلامة الميكانيكية للمكون المطلي. ينشأ الإجهاد المتبقي من عدة مصادر رئيسية ، بما في ذلك إجهاد النمو والتدرجات الحرارية والقيود الهندسية وضغط الخدمة. يؤدي عدم تطابق التمدد الحراري بين الطلاء والركيزة المتكونة أثناء ترسيب الطلاء عند درجات حرارة مرتفعة إلى ارتفاع الضغط الحراري المتبقي. علاوة على ذلك ، غالبًا ما يتم استخدام أدوات TiN المطلية تحت ضغوط شديدة التركيز ، مثل لقم الثقب والمحامل. من الأهمية بمكان تطوير عملية موثوقة لمراقبة الجودة لفحص قوة التماسك والالتصاق للطلاءات الوظيفية الواقية كميًا.

[1] ف. تيكسيرا ، فراغ 64 (2002) 393-399.

هدف القياس

في هذه الدراسة، نعرض أن NANOVEA أجهزة فحوصات الميكانيكية في وضع Scratch تعتبر مثالية لتقييم قوة التماسك/الالتصاق لطبقات TiN الواقية بطريقة كمية ومنضبطة.

نانوفيا

PB1000

شروط الاختبار

تم استخدام جهاز الاختبار الميكانيكي NANOVEA PB1000 لأداء الطلاء اختبارات الخدش على ثلاث طبقات من TiN باستخدام نفس معاملات الاختبار على النحو الملخص أدناه:

وضع التحميل: خطي التقدمي

التحميل الابتدائي

0.02 ن

التحميل النهائي

10 شمال

معدل التحميل

20 نيوتن / دقيقة

طول الخدش

5 ملم

النوع الداخلي

كروي مخروطي

الماس ، نصف قطرها 20 ميكرومتر

النتائج والمناقشة

يوضح الشكل 1 التطور المسجل لعمق الاختراق ومعامل الاحتكاك (COF) والانبعاث الصوتي أثناء الاختبار. يتم عرض مسارات الخدش الصغيرة الكاملة على عينات TiN في الشكل 2. يتم عرض سلوكيات الفشل عند الأحمال الحرجة المختلفة في الشكل 3 ، حيث يتم تعريف الحمل الحرج Lc1 على أنه الحمل الذي تحدث عنده أول علامة للكسر المتماسك في مسار الخدش ، Lc2 هو الحمل الذي تحدث بعده حالات فشل التشظي المتكررة ، و Lc3 هو الحمل الذي يتم عنده إزالة الطلاء بالكامل من الركيزة. تم تلخيص قيم الحمل الحرج (Lc) لطلاءات TiN في الشكل 4.

يوفر تطور عمق الاختراق و COF والانبعاثات الصوتية نظرة ثاقبة لآلية فشل الطلاء في مراحل مختلفة ، والتي تتمثل في الأحمال الحرجة في هذه الدراسة. يمكن ملاحظة أن العينة (أ) والعينة (ب) تظهران سلوكًا مشابهًا أثناء اختبار الخدش. يخترق القلم تدريجيًا في العينة إلى عمق ~ 0.06 مم ويزداد COF تدريجياً إلى 0.3 ~ مع زيادة الحمل العادي خطيًا في بداية اختبار خدش الطلاء. عندما يتم الوصول إلى Lc1 من ~ 3.3 N ، تحدث أول علامة على فشل التقطيع. ينعكس هذا أيضًا في أول ارتفاعات كبيرة في مخطط عمق الاختراق و COF والانبعاثات الصوتية. مع استمرار زيادة الحمل إلى Lc2 بمقدار 3.8 نيوتن تقريبًا ، يحدث مزيد من التقلب في عمق الاختراق و COF والانبعاثات الصوتية. يمكننا ملاحظة فشل التشظي المستمر على جانبي مسار الخدش. في Lc3 ، ينفصل الطلاء تمامًا عن الركيزة المعدنية تحت الضغط العالي الذي يطبقه القلم ، تاركًا الركيزة مكشوفة وغير محمية.

بالمقارنة ، يُظهر النموذج C أحمالًا حرجة أقل في مراحل مختلفة من اختبارات خدش الطلاء ، وهو ما ينعكس أيضًا في تطور عمق الاختراق ، ومعامل الاحتكاك (COF) والانبعاثات الصوتية أثناء اختبار خدش الطلاء. تمتلك العينة C طبقة بينية التصاق ذات صلابة أقل وإجهاد أعلى عند السطح البيني بين طلاء TiN العلوي والركيزة المعدنية مقارنة بالعينة A والعينة B.

توضح هذه الدراسة أهمية دعم الركيزة المناسب وبنية الطلاء لجودة نظام الطلاء. يمكن للطبقة البينية الأقوى أن تقاوم التشوه بشكل أفضل تحت الحمل الخارجي العالي وضغط التركيز ، وبالتالي تعزز قوة التماسك والالتصاق لنظام الطلاء / الركيزة.

شكل ١: تطور عمق الاختراق ، COF والانبعاث الصوتي لعينات TiN.

الشكل 2: مسار خدش كامل لطلاءات TiN بعد الاختبارات.

الشكل 3: فشل طلاء TiN تحت الأحمال الحرجة المختلفة ، Lc.

الشكل 4: ملخص لقيم الحمل الحرج (Lc) لطلاءات TiN.

خاتمة

في هذه الدراسة ، أظهرنا أن جهاز اختبار NANOVEA PB1000 الميكانيكي يقوم باختبارات خدش موثوقة ودقيقة على عينات مغلفة بـ TiN بطريقة محكمة ومراقبتها عن كثب. تسمح قياسات الخدش للمستخدمين بالتعرف بسرعة على الحمل الحرج الذي يحدث عنده فشل نموذجي للطلاء اللاصق والتماسك. أدواتنا هي أدوات مراقبة جودة فائقة يمكنها فحص ومقارنة الجودة الجوهرية للطلاء والتكامل البيني لنظام الطلاء / الركيزة من الناحية الكمية. يمكن للطلاء ذي الطبقة البينية المناسبة أن يقاوم التشوه الكبير تحت الحمل الخارجي العالي وضغط التركيز ، ويعزز قوة التماسك والالتصاق لنظام الطلاء / الركيزة.

تشتمل وحدات Nano و Micro لجهاز اختبار NANOVEA الميكانيكي على وضع مسافة بادئة متوافقة مع ISO و ASTM واختبار الخدش والتآكل ، مما يوفر أوسع نطاق من الاختبارات المتاحة في نظام واحد وأكثرها سهولة في الاستخدام. تعد مجموعة NANOVEA التي لا مثيل لها حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل من الخواص الميكانيكية للطلاء الرقيق أو السميك ، واللين أو الصلب ، والأفلام والركائز ، بما في ذلك الصلابة ، ومعامل يونغ ، ومتانة الكسر ، والالتصاق ، ومقاومة التآكل وغيرها الكثير.

هل لديك تطبيق مماثل؟

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

تقييم الاحتكاك بسرعات منخفضة للغاية

nanovea — الأحد، 19 يناير 2020 18:16:06 +0000

أهمية تقييم الاحتكاك عند السرعات المنخفضة

الاحتكاك هو القوة التي تقاوم الحركة النسبية للأسطح الصلبة التي تنزلق ضد بعضها البعض. عندما تحدث الحركة النسبية لهذين السطحين المتصلين ، فإن الاحتكاك في الواجهة يحول الطاقة الحركية إلى حرارة. يمكن أن تؤدي هذه العملية أيضًا إلى تآكل المادة وبالتالي تدهور أداء الأجزاء المستخدمة.
مع نسبة التمدد الكبيرة ، والمرونة العالية ، بالإضافة إلى خصائص مقاومة الماء ومقاومة التآكل ، يتم تطبيق المطاط على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات والمنتجات التي يلعب فيها الاحتكاك دورًا مهمًا ، مثل إطارات السيارات وشفرات مساحات الزجاج الأمامي. نعال الأحذية وغيرها الكثير. اعتمادًا على طبيعة ومتطلبات هذه التطبيقات ، يكون الاحتكاك المرتفع أو المنخفض مع المواد المختلفة مطلوبًا. نتيجة لذلك ، يصبح القياس المتحكم به والموثوق لاحتكاك المطاط ضد الأسطح المختلفة أمرًا بالغ الأهمية.

هدف القياس

يتم قياس معامل الاحتكاك (COF) للمطاط مع المواد المختلفة بطريقة محكمة ومراقبه باستخدام جهاز Nanovea ثلاثي الأبعاد. في هذه الدراسة، نود أن نعرض قدرة Nanovea Tribometer على قياس ثاني أكسيد الكربون لمواد مختلفة بسرعات منخفضة للغاية.

النتائج والمناقشة

تم تقييم معامل الاحتكاك (COF) للكرات المطاطية (قطر 6 مم ، مطحنة المطاط) على ثلاث مواد (الفولاذ المقاوم للصدأ SS 316 ، Cu 110 وأكريليك اختياري) بواسطة Nanovea Tribometer. تم صقل العينات المعدنية المختبرة ميكانيكيًا حتى تشطيب سطح يشبه المرآة قبل القياس. أدى التشوه الطفيف للكرة المطاطية تحت الحمل الطبيعي المطبق إلى حدوث تلامس للمنطقة ، مما يساعد أيضًا على تقليل تأثير عدم تجانس أو عدم تجانس سطح العينة على قياسات COF. تم تلخيص معلمات الاختبار في الجدول 1.

يظهر الشكل COF للكرة المطاطية ضد مواد مختلفة بأربع سرعات مختلفة. 2 ، ومتوسط COFs المحسوب تلقائيًا بواسطة البرنامج يتم تلخيصه ومقارنته في الشكل 3. ومن المثير للاهتمام أن العينات المعدنية (SS 316 و Cu 110) تظهر زيادة كبيرة في COFs حيث تزداد سرعة الدوران من قيمة منخفضة جدًا تبلغ 0.01 دورة في الدقيقة إلى 5 rpm - تزداد قيمة COF للزوج المطاطي / SS 316 من 0.29 إلى 0.8 ، ومن 0.65 إلى 1.1 للزوج المطاطي / Cu 110. هذه النتيجة تتفق مع النتائج الواردة من العديد من المختبرات. على النحو الذي اقترحه Grosch⁴ يتم تحديد احتكاك المطاط بشكل أساسي من خلال آليتين: (1) الالتصاق بين المطاط والمواد الأخرى ، و (2) فقدان الطاقة بسبب تشوه المطاط الناجم عن قسوة السطح. شالماش⁵ لوحظ وجود موجات من انفصال المطاط عن مادة العداد عبر الواجهة بين الكرات المطاطية الناعمة والسطح الصلب. يمكن أن تفسر قوة تقشير المطاط من سطح الركيزة ومعدل موجات الانفصال الاختلاف في الاحتكاك بسرعات مختلفة أثناء الاختبار.

في المقارنة ، يعرض الزوجان المطاطي / الأكريليكي نسبة عالية من COF بسرعات دوران مختلفة. تزيد قيمة COF قليلاً من ~ 1.02 إلى ~ 1.09 مع زيادة سرعة الدوران من 0.01 دورة في الدقيقة إلى 5 دورة في الدقيقة. من المحتمل أن يُعزى هذا المستوى المرتفع من COF إلى الترابط الكيميائي المحلي الأقوى عند وجه التلامس المتكون أثناء الاختبارات.

خاتمة

في هذه الدراسة ، أظهرنا أنه عند السرعات المنخفضة للغاية ، يُظهر المطاط سلوكًا احتكاكًا غريبًا - يزداد احتكاكه مع سطح صلب مع زيادة سرعة الحركة النسبية. يظهر المطاط احتكاكًا مختلفًا عندما ينزلق على مواد مختلفة. يمكن لمقياس Nanovea Tribometer تقييم الخصائص الاحتكاكية للمواد بطريقة خاضعة للرقابة والمراقبة بسرعات مختلفة ، مما يسمح للمستخدمين بتحسين الفهم الأساسي لآلية احتكاك المواد واختيار أفضل زوج من المواد لتطبيقات الهندسة الترايبولوجية المستهدفة.

يوفر Nanovea Tribometer اختبارات تآكل واحتكاك دقيقة وقابلة 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. إنه قادر على التحكم في مرحلة الدوران بسرعات منخفضة للغاية تصل إلى 0.01 دورة في الدقيقة ومراقبة تطور الاحتكاك في الموقع. تعد مجموعة Nanovea التي لا مثيل لها حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الترايبولوجية للطلاءات والأغشية والركائز الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو الصلبة.

الآن ، لنتحدث عن طلبك

The post Friction Evaluation at Extreme Low Speeds appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

الخواص الميكانيكية لطلاء رقاقة كربيد السيليكون

nanovea — الخميس، 29 مارس 2018 13:50:56 +0000

يعد فهم الخصائص الميكانيكية لطلاء رقاقة كربيد السيليكون أمرًا بالغ الأهمية. يمكن أن تشتمل عملية تصنيع الأجهزة الإلكترونية الدقيقة على أكثر من 300 خطوة معالجة مختلفة ويمكن أن تستغرق من ستة إلى ثمانية أسابيع. خلال هذه العملية ، يجب أن تكون طبقة الويفر قادرة على تحمل ظروف التصنيع القاسية ، لأن الفشل في أي خطوة سيؤدي إلى ضياع الوقت والمال. اختبار صلابةيجب أن تفي مقاومة الالتصاق / الخدش ومعدل COF / التآكل للرقاقة بمتطلبات معينة من أجل البقاء على قيد الحياة في الظروف المفروضة أثناء عملية التصنيع والتطبيق لضمان عدم حدوث عطل.

الخواص الميكانيكية لطلاء رقاقة كربيد السيليكون

The post Mechanical Properties of Silicon Carbide Wafer Coatings appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

قياس احتكاك طلاء الزجاج ذاتي التنظيف

nanovea — الثلاثاء، 28 مارس 2017 20:44:24 +0000

يمتلك طلاء الزجاج ذاتي التنظيف طاقة سطحية منخفضة والتي تتصدى لكل من الماء والزيوت. يخلق هذا الطلاء سطحًا زجاجيًا سهل التنظيف وغير لاصق يحميه من الأوساخ والأوساخ والبقع. الطلاء سهل التنظيف يقلل بشكل كبير من استخدام الماء والطاقة في تنظيف الزجاج. لا يتطلب منظفات كيميائية قاسية وسامة ، مما يجعله خيارًا صديقًا للبيئة لمجموعة متنوعة من التطبيقات السكنية والتجارية ، مثل المرايا وزجاج الدش والنوافذ والزجاج الأمامي.

قياس احتكاك طلاء الزجاج ذاتي التنظيف

The post Self Cleaning Glass Coating Friction Measurement appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

قياس صلابة الخدوش باستخدام جهاز قياس التثبيط

nanovea — السبت, 08 نوفمبر 2014 02:37:40 +0000

في هذه الدراسة ، فإن Nanovea ثلاثي الأبعاد يستخدم لقياس صلابة خدش المعادن المختلفة. ال
القدرة على أداء قياس صلابة الخدش بدقة عالية ويجعل التكاثر
Nanovea Tribometer هو نظام أكثر اكتمالا للتقييمات الترايبولوجية والميكانيكية.

قياس صلابة الخدوش باستخدام جهاز قياس التثبيط

The post Scratch Hardness Measurement Using Tribometer appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

علم الاحتكاك الحيوي لشغاف القلب يؤدي إلى حل هانكس

nanovea — الاثنين, 07 أبريل 2014 13:32:21 +0000

في هذه الدراسة، قمنا بمحاكاة ومقارنة سلوكيات احتكاك النانو وتآكل أسلاك تنظيم الشغاف المصنوعة من مواد مختلفة، في محلول هانكس، باستخدام Nanovea ميكانيكي و ثلاثي الأبعاد، على التوالى.

نانو ميكرو بيو-ترايبولوجي من الرصاص داخل القلب في محلول هانكس

The post Bio-Tribology of Endocardial Leads in Hanks’ Solution appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.