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

التصنيف: ملاحظات التطبيق

 

فحص رسم خرائط التخشن باستخدام قياس الأبعاد ثلاثي بالبروفايلو متر

قسوة تخطيط التفتيش

استخدام القياس الشخصي ثلاثي الأبعاد

أُعدت بواسطة

دوانجي ، دكتوراه

مقدمة

تعد خشونة السطح وملمسه من العوامل الحاسمة التي تؤثر على الجودة النهائية وأداء المنتج. يعد الفهم الشامل لخشونة السطح ، والملمس ، والاتساق أمرًا ضروريًا لاختيار أفضل إجراءات المعالجة والتحكم. هناك حاجة إلى فحص مضمّن سريع وقابل للقياس الكمي وموثوق به لأسطح المنتج لتحديد المنتجات المعيبة في الوقت المناسب وتحسين ظروف خط الإنتاج.

أهمية مقياس التشكيل ثلاثي الأبعاد غير المتصل لفحص السطح الداخلي

تنتج العيوب السطحية في المنتجات عن معالجة المواد وتصنيع المنتجات. يضمن فحص جودة السطح المضمن مراقبة الجودة الصارمة للمنتجات النهائية. نانوفيا ملفات التعريف البصرية ثلاثية الأبعاد غير المتصلة الاستفادة من تقنية Chromatic Light ذات القدرة الفريدة لتحديد خشونة العينة دون تلامس. يتيح مستشعر الخط مسح ملف التعريف ثلاثي الأبعاد لسطح كبير بسرعة عالية. عتبة الخشونة، المحسوبة في الوقت الحقيقي بواسطة برنامج التحليل، بمثابة أداة تمرير/فشل سريعة وموثوقة.

هدف القياس

في هذه الدراسة ، يتم استخدام Nanovea ST400 المجهز بمستشعر عالي السرعة لتفقد سطح العينة مع العيوب لإظهار قدرة Nanovea

أجهزة قياس عدم التلامس في توفير فحص سريع وموثوق للسطح في خط الإنتاج.

نانوفيا

ST400

تعلم المزيد

النتائج والمناقشة

تحليل سطحي ثلاثي الأبعاد لـ العينة المعيارية الخشنة

تم مسح سطح معيار الخشونة ضوئيًا باستخدام NANOVEA ST400 المزود بمستشعر عالي السرعة يولد خطًا ساطعًا من 192 نقطة ، كما هو موضح في الشكل 1. هذه النقاط الـ 192 تفحص سطح العينة في نفس الوقت ، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة سرعة المسح.

يوضح الشكل 2 طرق عرض ألوان خاطئة لخريطة ارتفاع السطح وخريطة توزيع الخشونة لعينة معيار الخشونة. في الشكل 2 أ ، يُظهر معيار الخشونة سطحًا مائلًا قليلاً كما هو ممثل بتدرج لوني متنوع في كل من كتل الخشونة القياسية. في الشكل 2 ب ، يظهر توزيع الخشونة المتجانس في كتل خشونة مختلفة ، ويمثل لونها الخشونة في الكتل.

يوضح الشكل 3 أمثلة خرائط النجاح / الفشل التي تم إنشاؤها بواسطة برنامج التحليل بناءً على عتبات الخشونة المختلفة. يتم تمييز كتل الخشونة باللون الأحمر عندما تكون خشونة سطحها أعلى من قيمة حدية معينة. يوفر هذا أداة للمستخدم لإعداد عتبة خشونة لتحديد جودة تشطيب سطح العينة.

شكل ١: مسح مستشعر الخط البصري على عينة Roughness Standard

أ. خريطة ارتفاع السطح:

ب. خريطة الخشونة:

الشكل 2: طرق عرض الألوان الزائفة لخريطة ارتفاع السطح وخريطة توزيع الخشونة لعينة معيار الخشونة.

الشكل 3: خريطة النجاح / الفشل على أساس Roughness Threshold.

الفحص السطحي للعينة مع العيوب

يظهر الشكل 4. خريطة توزيع الخشونة وخريطة عتبة خشونة المرور/الفشل لسطح العينة.

أ. خريطة ارتفاع السطح:

تمثل الألوان المختلفة في لوح التحميل في الشكل 4 ب قيمة الخشونة على السطح المحلي. تعرض خريطة خشونة خشونة متجانسة في المنطقة السليمة للعينة. ومع ذلك ، فإن العيوب ، في أشكال الحلقة ذات المسافة البادئة وندبة التآكل يتم إبرازها بلون ساطع. يمكن للمستخدم بسهولة إعداد حد خشونة النجاح / الفشل لتحديد عيوب السطح كما هو موضح في الشكل 4 ج. تتيح هذه الأداة للمستخدمين مراقبة جودة سطح المنتج في خط الإنتاج في الموقع واكتشاف المنتجات المعيبة في الوقت المناسب. يتم حساب قيمة الخشونة في الوقت الفعلي وتسجيلها أثناء مرور المنتجات بواسطة المستشعر البصري المضمن ، والذي يمكن أن يكون بمثابة أداة سريعة وموثوقة لمراقبة الجودة.

ب. خريطة الخشونة:

ج. خريطة حد خشونة النجاح / الفشل:

الشكل 4: خريطة ارتفاع السطح وخريطة توزيع الخشونة و اجتياز / فشل Roughness Threshold Map لـ Te على سطح العينة.

خاتمة

في هذا التطبيق ، أظهرنا كيف أن ملف التعريف البصري NANOVEA ST400 3D Non-Contact Optical Profiler المجهز بمستشعر خط بصري يعمل كأداة موثوقة لمراقبة الجودة بطريقة فعالة وفعالة.

يولد مستشعر الخط البصري خطًا ساطعًا من 192 نقطة يمسح سطح العينة في نفس الوقت ، مما يؤدي إلى زيادة سرعة المسح بشكل كبير. يمكن تثبيته في خط الإنتاج لمراقبة خشونة السطح للمنتجات في الموقع. تعمل عتبة الخشونة كمعايير يمكن الاعتماد عليها لتحديد جودة سطح المنتجات ، مما يسمح للمستخدمين بملاحظة المنتجات المعيبة في الوقت المناسب.

تمثل البيانات الموضحة هنا جزءًا فقط من الحسابات المتوفرة في برنامج التحليل. تقيس مقاييس ملف تعريف NANOVEA أي سطح تقريبًا في المجالات بما في ذلك أشباه الموصلات ، والإلكترونيات الدقيقة ، والطاقة الشمسية ، والألياف البصرية ، والسيارات ، والفضاء ، والمعادن ، والآلات ، والطلاء ، والأدوية ، والطب الحيوي ، والبيئة وغيرها الكثير.

هل لديك تطبيق مماثل؟

ناقش الأمر مع أحد الخبراء الآن
احصل على الأسعار والتفاصيل بسرعة

درجة حرارة عالية للصلابة للخدش باستخدام مقياس الضغط

درجة حرارة عالية تصلب الخدش

استخدام ثلاثي الأبعاد

أُعدت بواسطة

دوانجي ، دكتوراه

مقدمة

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

أهمية قياس صلابة الخدوش في درجات الحرارة العالية

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

هدف القياس

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

نانوفيا

T50

تعلم المزيد

شروط الاختبار

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

معلمات الاختبار

من قياس صلابة خدش ارتفاع درجة الحرارة

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

النتائج والمناقشة

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

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

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

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

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

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

خاتمة

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

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

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

هل لديك تطبيق مماثل؟

ناقش الأمر مع أحد الخبراء الآن
احصل على الأسعار والتفاصيل بسرعة

فحص سطح اللحام باستخدام البروفايلو متر المتنقل

فحص سطح اللحام

باستخدام مقياس ملف تعريف ثلاثي الأبعاد محمول

أُعدت بواسطة

كرايج للتنزه

مقدمة

قد يصبح من الضروري فحص لحام معين ، يتم إجراؤه عادةً عن طريق الفحص البصري ، بمستوى عالٍ من الدقة. تشمل المجالات المحددة ذات الأهمية لإجراء تحليل دقيق الشقوق السطحية والمسامية والحفر غير المملوءة ، بغض النظر عن إجراءات التفتيش اللاحقة. يمكن قياس خصائص اللحام مثل البعد / الشكل والحجم والخشونة والحجم وما إلى ذلك من أجل التقييم النقدي.

أهمية مقياس التشكيل ثلاثي الأبعاد غير المتصل لفحص سطح اللحام

على عكس التقنيات الأخرى مثل مجسات اللمس أو قياس التداخل، فإن تقنية NANOVEA مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد، باستخدام اللوني المحوري، يمكنه قياس أي سطح تقريبًا، ويمكن أن تختلف أحجام العينات بشكل كبير بسبب التدريج المفتوح وليس هناك حاجة لإعداد العينة. يتم الحصول على النانو من خلال النطاق الكلي أثناء قياس المظهر الجانبي للسطح بدون أي تأثير من انعكاس العينة أو الامتصاص، وله قدرة متقدمة على قياس زوايا السطح العالية ولا يوجد أي معالجة برمجية للنتائج. قم بقياس أي مادة بسهولة: شفافة، غير شفافة، براق، منتشر، مصقول، خشن وما إلى ذلك. إن الإمكانات ثنائية وثنائية الأبعاد لمقاييس ملفات التعريف المحمولة NANOVEA تجعلها أدوات مثالية للفحص الكامل الكامل لسطح اللحام سواء في المختبر أو في الميدان.

هدف القياس

في هذا التطبيق ، يتم استخدام أداة التعريف المحمولة NANOVEA JR25 لقياس خشونة السطح وشكل وحجم اللحام ، وكذلك المنطقة المحيطة. يمكن أن توفر هذه المعلومات معلومات مهمة للتحقق بشكل صحيح من جودة عملية اللحام واللحام.

نانوفيا

جي آر 25

تعلم المزيد

نتائج الإختبار

تُظهر الصورة أدناه العرض ثلاثي الأبعاد الكامل للحام والمنطقة المحيطة جنبًا إلى جنب مع معلمات سطح اللحام فقط. يتم عرض ملف تعريف المقطع العرضي ثنائي الأبعاد أدناه.

العينة

مع إزالة ملف تعريف المقطع العرضي ثنائي الأبعاد أعلاه من ثلاثي الأبعاد ، يتم حساب معلومات الأبعاد الخاصة باللحام أدناه. مساحة السطح وحجم المواد المحسوبة للحام فقط أدناه.

 فتحةقمة
سطح1.01 ملم214.0 ملم2
مقدار8.799e-5 ملم323.27 ملم3
أقصى عمق / ارتفاع0.0276 ملم0.6195 ملم
يعني العمق / الارتفاع 0.004024 ملم 0.2298 ملم

خاتمة

في هذا التطبيق ، أظهرنا كيف يمكن لملف التعريف NANOVEA 3D Non-Contact Profiler أن يميز بدقة الخصائص الهامة للحام ومنطقة السطح المحيطة. من الخشونة والأبعاد والحجم ، يمكن تحديد طريقة كمية للجودة والتكرار أو مزيد من التحقيق فيها. يمكن تحليل عينات اللحامات ، مثل المثال الوارد في ملاحظة التطبيق هذه ، بسهولة ، باستخدام سطح طاولة قياسي أو ملف تعريف NANOVEA محمول للاختبار الداخلي أو الميداني

هل لديك تطبيق مماثل؟

ناقش الأمر مع أحد الخبراء الآن
احصل على الأسعار والتفاصيل بسرعة

تقييم الخدوش والتآكل في الطلاءات الصناعية

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.

مقياس ضغط الهواء المضغوط T100
نانوفيا T100

مقياس ضغط الهواء المضغوط

تعلم المزيد

نانوفيا PB1000

الفاحص الميكانيكي ذو المنصة الكبيرة

تعلم المزيد

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 التحميلتدريجي
التحميل الابتدائي٠.٠١ ملي نيوتن
التحميل النهائي5 N / 35 N
معدل التحميل10/70 نيوتن / دقيقة
طول الخدش٣ مم
سرعة الخدش ، (dx / dt)٦.٠ مم / دقيقة
الهندسة للكرة المستخدمة كخارق120º مخروط
مادة الكرة المستخدمة كخارقالماس
نصف قطر الخارق٢٠٠ 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

حادث مباشرة

قياس صلابة الخدوش باستخدام الفاحص الميكانيكي

قياس صلابة الخدوش

باستخدام جهاز اختبار ميكانيكي

أُعدت بواسطة

دوانجي لي ، دكتوراه

مقدمة

بشكل عام ، تقيس اختبارات الصلابة مقاومة المواد للتشوه الدائم أو البلاستيكي. هناك ثلاثة أنواع من قياسات الصلابة: صلابة الخدش ، صلابة المسافة البادئة والصلابة المرتدة. يقيس اختبار صلابة الخدش مقاومة المادة للخدش والتآكل بسبب الاحتكاك من جسم حاد 1. تم تطويره في الأصل من قبل عالم المعادن الألماني فريدريش موس في عام 1820 وما زال يستخدم على نطاق واسع لتصنيف الخصائص الفيزيائية للمعادن 2. طريقة الاختبار هذه قابلة للتطبيق أيضًا على المعادن والسيراميك والبوليمرات والأسطح المطلية.

أثناء قياس صلابة الخدش ، يقوم قلم ماسي لهندسة محددة بخدش سطح مادة ما على طول مسار خطي تحت قوة عادية ثابتة وبسرعة ثابتة. يتم قياس متوسط عرض الخدش واستخدامه لحساب رقم صلابة الخدش (HSP). توفر هذه التقنية حلاً بسيطًا لقياس صلابة المواد المختلفة.

هدف القياس

في هذه الدراسة ، يتم استخدام جهاز الاختبار الميكانيكي NANOVEA PB1000 لقياس صلابة الخدش للمعادن المختلفة وفقًا لـ ASTM G171-03.

وفي الوقت نفسه، تعرض هذه الدراسة قدرة NANOVEA اختبار ميكانيكي في إجراء قياس صلابة الخدش بدقة عالية وإمكانية تكرار نتائج.

نانوفيا

PB1000

تعلم المزيد
nanoindenter واختبار الصفر Nanovea PB1000

شروط الاختبار

أجرى الفاحص الميكانيكي NANOVEA PB1000 اختبارات صلابة الخدش على ثلاثة معادن مصقولة (Cu110 و Al6061 و SS304). تم استخدام قلم ماسي مخروطي بزاوية قمة 120 درجة ونصف قطر طرف يبلغ 200 ميكرومتر. تم خدش كل عينة ثلاث مرات بنفس معايير الاختبار لضمان استنساخ النتائج. يتم تلخيص معلمات الاختبار أدناه. تم إجراء مسح الملف الشخصي بحمل طبيعي منخفض يبلغ 10 مللي نيوتن قبل وبعد اختبار الصفر لقياس التغير في المظهر الجانبي للخدش.

معلمات الاختبار

قوى طبيعية

10 شمال

درجة حرارة

24 درجة مئوية (RT)

سرعة انزلاق

20 مم / دقيقة

مسافة انزلاق

10 ملم

أَجواء

هواء

النتائج والمناقشة

تظهر صور مسارات الخدش لثلاثة معادن (Cu110 و Al6061 و SS304) بعد الاختبارات في الشكل 1 لمقارنة صلابة الخدش للمواد المختلفة. تم استخدام وظيفة رسم الخرائط في برنامج NANOVEA الميكانيكي لإنشاء ثلاث خدوش متوازية تم اختبارها تحت نفس الحالة في بروتوكول آلي. تم تلخيص ومقارنة عرض مسار الخدش المُقاس ورقم صلابة الخدش المحسوب (HSP) في الجدول 1. تُظهر المعادن عروض مسار تآكل مختلفة تبلغ 174 و 220 و 89 ميكرومتر بالنسبة لـ Al6061 و Cu110 و SS304 ، على التوالي ، مما ينتج عنه معدل HSP محسوب قدره 0.84 و 0.52 و 3.2 جيجا.

بالإضافة إلى صلابة الخدش المحسوبة من عرض مسار الخدش ، تم تسجيل تطور معامل الاحتكاك (COF) والعمق الحقيقي والانبعاثات الصوتية في الموقع أثناء اختبار صلابة الخدش. هنا ، العمق الحقيقي هو اختلاف العمق بين عمق اختراق القلم أثناء اختبار الخدش وملف السطح المقاس في المسح المسبق. يتم عرض COF والعمق الحقيقي والانبعاث الصوتي لـ Cu110 في الشكل 2 كمثال. توفر هذه المعلومات نظرة ثاقبة على الأعطال الميكانيكية التي تحدث أثناء الخدش ، مما يتيح للمستخدمين اكتشاف العيوب الميكانيكية ومواصلة التحقيق في سلوك الخدش للمواد المختبرة.

يمكن إنهاء اختبارات صلابة الخدش في غضون دقيقتين بدقة عالية وقابلية التكرار. مقارنة بإجراءات المسافة البادئة التقليدية ، يوفر اختبار صلابة الخدش في هذه الدراسة حلاً بديلاً لقياسات الصلابة ، وهو مفيد لمراقبة الجودة وتطوير مواد جديدة.

Al6061

النحاس 110

SS304

شكل ١: صورة مجهرية لمسار الخدش بعد الاختبار (تكبير 100 مرة).

 عرض مسار الخدش (ميكرومتر)HSص (المعدل التراكمي)
Al6061174 ± 110.84
النحاس 110220 ± 10.52
SS30489 ± 53.20

الجدول 1: ملخص لعرض مسار الخدش ورقم صلابة الخدش.

الشكل 2: تطور معامل الاحتكاك والعمق الحقيقي والانبعاثات الصوتية أثناء اختبار صلابة الخدش على Cu110.

خاتمة

في هذه الدراسة ، عرضنا قدرة جهاز NANOVEA الميكانيكي Tester في إجراء اختبارات صلابة الخدش وفقًا للمواصفة ASTM G171-03. بالإضافة إلى التصاق الطلاء ومقاومة الخدش ، يوفر اختبار الخدش عند الحمل المستمر حلاً بديلاً بسيطًا لمقارنة صلابة المواد. على عكس أجهزة اختبار صلابة الخدش التقليدية ، توفر أجهزة اختبار NANOVEA الميكانيكية وحدات اختيارية لمراقبة تطور معامل الاحتكاك والانبعاثات الصوتية والعمق الحقيقي في الموقع.

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

هل لديك تطبيق مماثل؟

ناقش الأمر مع أحد الخبراء الآن
احصل على الأسعار والتفاصيل بسرعة

اختبار خدش طلاء نيتريد التيتانيوم

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

تعلم المزيد
nanoindenter واختبار الصفر Nanovea 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؟

ناقش الأمر مع أحد الخبراء الآن
احصل على الأسعار والتفاصيل بسرعة

تحليل فركتوجرافي باستخدام البروفايلو متر ذات ثلاث درجات

تحليل فركتوجرافي

استخدام القياس الشخصي ثلاثي الأبعاد

أُعدت بواسطة

كرايج للتنزه

مقدمة

تصوير الكسور هو دراسة السمات الموجودة على الأسطح المكسورة وقد تم فحصه تاريخيًا عبر المجهر أو SEM. اعتمادًا على حجم الميزة، يتم تحديد المجهر (ميزات الماكرو) أو SEM (ميزات النانو والجزئي) لتحليل السطح. كلاهما يسمح في النهاية بتحديد نوع آلية الكسر. على الرغم من فعاليته، إلا أن المجهر له حدود واضحة ويعتبر SEM في معظم الحالات، بخلاف التحليل على المستوى الذري، غير عملي لقياس سطح الكسر ويفتقر إلى القدرة على الاستخدام على نطاق أوسع. مع التقدم في تكنولوجيا القياس البصري، NANOVEA مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد تعتبر الآن الأداة المفضلة، مع قدرتها على توفير النانو من خلال قياسات سطحية ثنائية وثلاثية الأبعاد على نطاق واسع

أهمية مقياس التشكيل ثلاثي الأبعاد غير المتصل لفحص الكسر

على عكس SEM ، يمكن لمقياس ملف التعريف ثلاثي الأبعاد غير المتصل قياس أي سطح تقريبًا ، وحجم العينة ، مع الحد الأدنى من إعداد العينة ، وكل ذلك مع تقديم أبعاد رأسية / أفقية متفوقة لأبعاد SEM. باستخدام ملف التعريف ، يتم التقاط ميزات النطاق الكلي من خلال النانو في قياس واحد مع تأثير صفري من انعكاس العينة. قم بقياس أي مادة بسهولة: شفافة ، غير شفافة ، مرآوية ، منتشرة ، مصقولة ، خشنة ، إلخ. يوفر مقياس ملف التعريف ثلاثي الأبعاد غير المتصل قدرة واسعة وسهلة الاستخدام لتعظيم دراسات التصدع السطحي بجزء بسيط من تكلفة SEM.

هدف القياس

في هذا التطبيق ، يتم استخدام NANOVEA ST400 لقياس السطح المكسور لعينة الصلب. في هذه الدراسة ، سنعرض منطقة ثلاثية الأبعاد واستخراج ملف تعريف ثنائي الأبعاد وخريطة اتجاهية للسطح.

نانوفيا

ST400

تعلم المزيد
مقياس الملامح الضوئي نانوفيا ST400 ثلاثي الأبعاد لتحليل عمق مداس الإطار وخشونة السطح

نتائج

المسطح العلوي

اتجاه نسيج السطح ثلاثي الأبعاد

الخواص51.26%
الاتجاه الأول123.2º
الاتجاه الثاني116.3º
الاتجاه الثالث0.1725º

يمكن حساب مساحة السطح والحجم والخشونة والعديد من الأشياء الأخرى تلقائيًا من هذا الاستخراج.

2D استخراج الملف الشخصي

نتائج

السطح الجانبي

اتجاه نسيج السطح ثلاثي الأبعاد

الخواص15.55%
الاتجاه الأول0.1617º
الاتجاه الثاني110.5º
الاتجاه الثالث171.5º

يمكن حساب مساحة السطح والحجم والخشونة والعديد من الأشياء الأخرى تلقائيًا من هذا الاستخراج.

2D استخراج الملف الشخصي

خاتمة

في هذا التطبيق ، أظهرنا كيف يمكن لمقياس ملف التعريف NANOVEA ST400 3D عدم التلامس أن يميز بدقة التضاريس الكاملة (ميزات النانو والجزئية والكلية) للسطح المكسور. من المنطقة ثلاثية الأبعاد ، يمكن تحديد السطح بوضوح ويمكن استخراج المناطق الفرعية أو الملامح / المقاطع العرضية بسرعة وتحليلها بقائمة لا نهائية من حسابات السطح. يمكن تحليل ميزات سطح النانومتر بشكل أكبر باستخدام وحدة AFM المدمجة.

بالإضافة إلى ذلك ، قامت NANOVEA بتضمين نسخة محمولة إلى تشكيلة Profilometer الخاصة بهم ، وهي مهمة بشكل خاص للدراسات الميدانية حيث يكون سطح الكسر غير متحرك. مع هذه القائمة الواسعة من إمكانيات قياس السطح ، لم يكن تحليل سطح الكسر أسهل وأكثر ملاءمة مع أداة واحدة.

هل لديك تطبيق مماثل؟

ناقش الأمر مع أحد الخبراء الآن
احصل على الأسعار والتفاصيل بسرعة

تحليل سطح لدائن مدعمة بألياف زجاجية باستخدام قياس الأبعاد ثلاثي بالبروفايلو متر

طبوغرافيا سطح الألياف الزجاجية

استخدام القياس الشخصي ثلاثي الأبعاد

أُعدت بواسطة

كرايج للتنزه

مقدمة

الألياف الزجاجية مادة مصنوعة من ألياف زجاجية دقيقة للغاية. يتم استخدامه كعامل تقوية للعديد من منتجات البوليمر ؛ المادة المركبة الناتجة ، والمعروفة بشكل صحيح بالبوليمر المقوى بالألياف (FRP) أو البلاستيك المقوى بالزجاج (GRP) ، تسمى "الألياف الزجاجية" في الاستخدام الشائع.

أهمية الفحص المترولوجي السطحي لمراقبة الجودة

على الرغم من وجود العديد من الاستخدامات لتقوية الألياف الزجاجية ، إلا أنه من الضروري في معظم التطبيقات أن تكون قوية قدر الإمكان. تحتوي مركبات الألياف الزجاجية على واحدة من أعلى نسب القوة إلى الوزن المتاحة وفي بعض الحالات ، يكون الجنيه للرطل أقوى من الفولاذ. بصرف النظر عن القوة العالية ، من المهم أيضًا أن يكون لديك أصغر مساحة سطح مكشوفة ممكنة. يمكن لأسطح الألياف الزجاجية الكبيرة أن تجعل الهيكل أكثر عرضة للهجوم الكيميائي وربما توسع المواد. لذلك ، فإن فحص السطح أمر بالغ الأهمية لإنتاج مراقبة الجودة.

هدف القياس

في هذا التطبيق ، يتم استخدام NANOVEA ST400 لقياس الخشونة والتسطيح على سطح مركب من الألياف الزجاجية. من خلال قياس ميزات السطح هذه ، من الممكن إنشاء أو تحسين مادة مركبة من الألياف الزجاجية أقوى وأطول أمداً.

نانوفيا

ST400

تعلم المزيد
مقياس الملامح الضوئي نانوفيا ST400 ثلاثي الأبعاد لتحليل عمق مداس الإطار وخشونة السطح

معلمات القياس

مسبار 1 ملم
معدل الاستحواذ300 هرتز
متوسط1
قياس السطح5 مم × 2 مم
حجم الخطوة5 ميكرومتر × 5 ميكرومتر
وضع المسحسرعة ثابتة

مواصفات المسبار

قياس يتراوح1 ملم
قرار Z 25 نانومتر
دقة Z200 نانومتر
القرار الجانبي 2 ميكرومتر

نتائج

عرض اللون الكاذب

تسطيح السطح ثلاثي الأبعاد

خشونة السطح ثلاثية الأبعاد

سا15.716 ميكرومترمتوسط الارتفاع الحسابي
سكوير19.905 ميكرومترمتوسط الجذر التربيعي
Sp116.74 ميكرومترالحد الأقصى لارتفاع الذروة
سيفيرت136.09 ميكرومترأقصى ارتفاع للحفرة
س252.83 ميكرومترأقصى ارتفاع
SSK0.556انحراف
Ssu3.654التفرطح

خاتمة

كما هو موضح في النتائج، فإن جهاز NANOVEA ST400 البصري منشئ ملفات التعريف كان قادرًا على قياس خشونة واستواء السطح المركب من الألياف الزجاجية بدقة. يمكن قياس البيانات على دفعات متعددة من مركبات الألياف و/أو فترة زمنية معينة لتوفير معلومات مهمة حول عمليات تصنيع الألياف الزجاجية المختلفة وكيفية تفاعلها مع مرور الوقت. وبالتالي، يعد ST400 خيارًا قابلاً للتطبيق لتعزيز عملية مراقبة الجودة للمواد المركبة من الألياف الزجاجية.

هل لديك تطبيق مماثل؟

ناقش الأمر مع أحد الخبراء الآن
احصل على الأسعار والتفاصيل بسرعة

ارتداء واحتكاك حزام البوليمر باستخدام الترايبومتر

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.

ارتفاع ضغط الهواء مقياس الضغط

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

تعلم المزيد

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؟

ناقش الأمر مع أحد الخبراء الآن
احصل على الأسعار والتفاصيل بسرعة

البنية المجهرية الأحفورية باستخدام قياس الأبعاد ثلاثي بالبروفايلو متر

البنية المجهرية الأحفورية

استخدام القياس الشخصي ثلاثي الأبعاد

أُعدت بواسطة

دوانجي لي ، دكتوراه

مقدمة

الحفريات هي بقايا آثار النباتات والحيوانات والكائنات الحية الأخرى المحفوظة في الرواسب تحت البحار القديمة والبحيرات والأنهار. عادة ما تتحلل أنسجة الجسم الرخوة بعد الموت ، لكن الأصداف الصلبة والعظام والأسنان تتحجر. غالبًا ما يتم الحفاظ على ميزات سطح البنية المجهرية عند حدوث استبدال معدني للقشور والعظام الأصلية ، مما يوفر نظرة ثاقبة لتطور الطقس وآلية تكوين الأحافير.

أهمية مقياس التشكيل ثلاثي الأبعاد غير المتصل للفحص الأحفوري

تمكننا الملامح ثلاثية الأبعاد للأحفورة من مراقبة السمات السطحية التفصيلية للعينة الأحفورية من زاوية أقرب. قد لا يمكن تمييز الدقة العالية لمقياس ملف التعريف NANOVEA بالعين المجردة. يقدم برنامج تحليل الملف التعريفي مجموعة واسعة من الدراسات التي تنطبق على هذه الأسطح الفريدة. على عكس التقنيات الأخرى مثل مجسات اللمس، فإن تقنية NANOVEA مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد يقيس ملامح السطح دون لمس العينة. وهذا يسمح بالحفاظ على السمات السطحية الحقيقية لبعض العينات الأحفورية الدقيقة. علاوة على ذلك، فإن مقياس الملف الشخصي Jr25 النموذجي المحمول يتيح القياس ثلاثي الأبعاد في المواقع الأحفورية، مما يسهل إلى حد كبير تحليل الحفريات وحمايتها بعد التنقيب.

هدف القياس

في هذه الدراسة ، يتم استخدام مقياس الملامح NANOVEA Jr25 لقياس سطح عينتين أحفوريتين تمثيليتين. تم مسح وتحليل كامل سطح كل أحفورة من أجل تحديد خصائص سطحها والتي تشمل الخشونة ، والكونتور ، واتجاه النسيج.

نانوفيا

الابن 25

تعلم المزيد

براتشيوبود فوسيل

أول عينة أحفورية تم تقديمها في هذا التقرير هي أحفورة Brachiopod ، والتي جاءت من حيوان بحري له "صمامات" صلبة (قذائف) على سطحه العلوي والسفلي. ظهرت لأول مرة في العصر الكمبري ، أي منذ أكثر من 550 مليون سنة.

يظهر العرض ثلاثي الأبعاد للمسح في الشكل 1 ويظهر عرض الألوان الزائفة في الشكل 2. 

شكل ١: عرض ثلاثي الأبعاد لعينة أحافير Brachiopod.

الشكل 2: عرض لون كاذب لعينة أحافير Brachiopod.

تمت إزالة الشكل العام بعد ذلك من السطح من أجل فحص شكل السطح المحلي ومحيط أحفورة Brachiopod كما هو موضح في الشكل 3. يمكن الآن ملاحظة نسيج أخدود متباين غريب على عينة أحافير Brachiopod.

الشكل 3: عرض الألوان الزائفة وخطوط الكنتور عرض بعد إزالة النموذج.

يتم استخراج ملف تعريف الخط من المنطقة المنسوجة لإظهار عرض مقطعي للسطح الأحفوري في الشكل 4. تقيس دراسة ارتفاع الخطوة الأبعاد الدقيقة لميزات السطح. يبلغ متوسط عرض الأخاديد 0.38 مم وعمق ~ 0.25 مم.

الشكل 4: ملف تعريف الخط ودراسات ارتفاع الخطوة للسطح المحكم.

كرينويد الجذعية الأحفورية

العينة الأحفورية الثانية هي أحفورة جذعية كرينويدية. ظهرت Crinoids لأول مرة في بحار العصر الكمبري الأوسط ، قبل حوالي 300 مليون سنة من الديناصورات. 

 

يظهر العرض ثلاثي الأبعاد للمسح في الشكل 5 ويظهر عرض الألوان الزائفة في الشكل 6. 

الشكل 5: عرض ثلاثي الأبعاد لعينة أحفورية كرينويد.

تم تحليل خواص نسيج السطح وخشونة أحفورة ساق Crinoid في الشكل 7. 

 هذه الأحفورة لها اتجاه نسيج تفضيلي في زاوية قريبة من 90 درجة ، مما يؤدي إلى تماثل خواص الملمس بمقدار 69%.

الشكل 6: عرض اللون الزائف لملف جذع Crinoid عينة.

 

الشكل 7: نسيج السطح خواص وخشونة أحفورة ساق Crinoid.

يظهر المظهر الجانبي ثنائي الأبعاد على طول الاتجاه المحوري لحفورة جذع Crinoid في الشكل 8. 

حجم قمم نسيج السطح موحد إلى حد ما.

الشكل 8: تحليل الملف الشخصي ثنائي الأبعاد لأحفوري ساق Crinoid.

خاتمة

في هذا التطبيق ، درسنا بشكل شامل الميزات السطحية ثلاثية الأبعاد لحفورة جذعية Brachiopod و Crinoid باستخدام مقياس التشكيل الجانبي المحمول غير المتصل NANOVEA Jr25. نعرض أن الأداة يمكن أن تميز بدقة التشكل ثلاثي الأبعاد لعينات الأحافير. ثم يتم تحليل سمات السطح المثير للاهتمام وملمس العينات. تمتلك عينة Brachiopod نسيج أخدود متباين ، بينما تُظهر أحافير جذع Crinoid تباينًا تفضيليًا للنسيج. أثبتت عمليات المسح السطحي ثلاثية الأبعاد المفصلة والدقيقة أنها أدوات مثالية لعلماء الحفريات والجيولوجيين لدراسة تطور الحياة وتكوين الأحافير.

تمثل البيانات الموضحة هنا جزءًا فقط من الحسابات المتوفرة في برنامج التحليل. تقيس مقاييس ملف تعريف NANOVEA أي سطح تقريبًا في المجالات بما في ذلك أشباه الموصلات ، والإلكترونيات الدقيقة ، والطاقة الشمسية ، والألياف البصرية ، والسيارات ، والفضاء ، والمعادن ، والآلات ، والطلاء ، والأدوية ، والطب الحيوي ، والبيئة وغيرها الكثير.

هل لديك تطبيق مماثل؟

ناقش الأمر مع أحد الخبراء الآن
احصل على الأسعار والتفاصيل بسرعة

جميع الحقوق محفوظة © 2026 نانوفا. جميع الحقوق محفوظة.