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

المحفوظات الشهرية: السنة المالية

اختبار ارتداء طلاء PTFE

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

ترايبوميتر ذا حجم صغير و اثقال معدلة

تعلم المزيد

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

نانوفيا PB1000

منصة اختبار ميكانيكية كبيرة

تعلم المزيد

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.

الآن ، لنتحدث عن طلبك

حادث مباشرة

رسم خرائط التآكل التدريجي للأرضيات باستخدام الترايبو متر

رسم خرائط التآكل التدريجي للأرضيات

استخدام مقياس تربوي مع مقياس ملف التعريف المتكامل

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

تعلم المزيد
تريبومتر
ارتداء عينات اختبار رسم الخرائط الخشب والحجر

 العينات 

ارتد معلمات اختبار التعيين

حمولة40 شمال
مدة الاختباريختلف
سرعة200 دورة في الدقيقة
نصف القطر10 ملم
مسافةيختلف
مادة الكرةكربيد التنغستن
قطر الكرة10 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

الأرضيات الخشبية

دورة الاختبارماكس COFحد أدنى COFمتوسط COF
10.3350.1240.275
20.3370.2070.295
30.3800.2290.329
40.3930.2650.354
50.3520.2050.314
60.3450.1990.312
70.3150.2110.293

 

التوجيه الشعاعي

دورة الاختبارإجمالي خسارة الحجم (µm3.2)المسافة الكلية
سافر (م)		ارتداء معدل
(مم / نيوتن متر) × 10-5		معدل التآكل الفوري
(مم / نيوتن متر) × 10-5
12962476870.401833.7461833.746
23552452271.221093.260181.5637
35963713262.88898.242363.1791
48837477677.04530.629172.5496
5120717995115.40360.88996.69074
6147274531827.95293.32952.89311
7185131921053.06184.34337.69599
معدل التآكل التدريجي للخشب مقابل المسافة الإجمالية

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

رسم خرائط التآكل التدريجي للأرضيات الخشبية

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

ارتداء رسم الخرائط المستخرجة

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

حجم التآكل التدريجي وتحليل المنطقة

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

للحصول على تفاصيل النتائج الكاملة ، انقر هنا.

ارتدِ نتائج التخطيط

الأرضيات الحجرية

دورة الاختبارماكس COFحد أدنى COFمتوسط COF
10.2490.0350.186
20.3490.1970.275
30.2940.1540.221
40.5030.1240.273
50.5480.1060.390
60.5100.1290.434
70.5270.1810.472

 

التوجيه الشعاعي

دورة الاختبارإجمالي خسارة الحجم (µm3.2)المسافة الكلية
سافر (م)		ارتداء معدل
(مم / نيوتن متر) × 10-5		معدل التآكل الفوري
(مم / نيوتن متر) × 10-5
1962788460.40595.957595.9573
28042897311.222475.1852178.889
313161478552.881982.355770.9501
431365302157.041883.2691093.013
51082173218015.403235.1802297.508
62017496034327.954018.2821862.899
74251206342053.064233.0812224.187
معدل ارتداء الأرضيات الحجرية مقابل المسافة
الأرضيات الحجرية الرسم البياني معدل التآكل لحظية

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

صورة ثلاثية الأبعاد للأرضيات الحجرية من مسار التآكل

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

أرضية حجرية للتآكل التدريجي لرسم الخرائط المستخرجة
تستخرج الأرضيات الحجرية المظهر الجانبي للعمق الأقصى ومنطقة الارتفاع للفتحة والذروة

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

تحليل حجم رسم خرائط التآكل التدريجي للأرضيات الخشبية

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:
رسم خرائط التآكل التدريجي لصيغة الأرضيات

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.

الآن ، لنتحدث عن طلبك

حادث مباشرة

حقوق الطبع والنشر © 2024 نانوفيا. كل الحقوق محفوظة.