AR 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
TR 
KO 
PL أرشيف المدونة
القلق تقييم ارتداء
ارتداء التقييم المقلق
مؤلف:
دوانجي لي ، دكتوراه
تمت مراجعته من
جوسلين اسبارزا
مقدمة
التخريب هو "عملية تآكل خاصة تحدث في منطقة التلامس بين مادتين تحت الحمل وتخضع لحركة نسبية دقيقة عن طريق الاهتزاز أو بعض القوة الأخرى." عندما تكون الماكينات قيد التشغيل ، تحدث الاهتزازات حتمًا في الوصلات المثبتة أو المثبتة بمسامير ، وبين المكونات غير المخصصة للتحرك ، وفي أدوات التوصيل والمحامل المتذبذبة. غالبًا ما تكون سعة هذه الحركة الانزلاقية النسبية في حدود ميكرومتر إلى مليمتر. تسبب هذه الحركة المتكررة منخفضة السعة تآكلًا ميكانيكيًا موضعيًا خطيرًا ونقل المواد على السطح ، مما قد يؤدي إلى انخفاض كفاءة الإنتاج أو أداء الماكينة أو حتى تلف الجهاز.
أهمية الكمية
القلق تقييم ارتداء
غالبًا ما يشتمل التآكل المزعج على العديد من آليات التآكل المعقدة التي تحدث عند سطح التلامس، بما في ذلك كشط الجسمين، والالتصاق و/أو التآكل الناتج عن التعب. من أجل فهم آلية التآكل المزعج واختيار أفضل المواد للحماية من التآكل، هناك حاجة إلى تقييم موثوق وكمي للتآكل. يتأثر سلوك التآكل بشكل كبير ببيئة العمل، مثل سعة الإزاحة والتحميل الطبيعي والتآكل ودرجة الحرارة والرطوبة والتشحيم. متعدد الاستخدامات تريبومتر التي يمكن أن تحاكي ظروف العمل الواقعية المختلفة ستكون مثالية لتقييم التآكل المزعج.
Steven R. Lampman ، ASM Handbook: Volume 19: Figue and Fracture
http://www.machinerylubrication.com/Read/693/fretting-wear
هدف القياس
في هذه الدراسة ، قمنا بتقييم سلوك التآكل الناتج عن الاحتكاك لعينة من الفولاذ المقاوم للصدأ SS304 بسرعات تذبذب ودرجات حرارة مختلفة لإظهار قدرة نانوفيا T50 جهاز قياس التثبيط في محاكاة عملية تآكل المعدن بطريقة جيدة التحكم والمراقبة.
نانوفيا
T50
شروط الاختبار
تم تقييم مقاومة التآكل الناتجة عن عينة من الفولاذ المقاوم للصدأ SS304 بواسطة نانوفيا جهاز قياس ثلاثي باستخدام وحدة التآكل الترددية الخطية. تم استخدام كرة مرحاض (قطرها 6 مم) كمادة مضادة. تم فحص مسار التآكل باستخدام نانوفيا 3D بروفايل عدم الاتصال.
تم إجراء الاختبار عند درجة حرارة الغرفة (RT) و 200 °C لدراسة تأثير درجات الحرارة المرتفعة على مقاومة التآكل الناتج عن الاحتكاك لعينة SS304. قامت لوحة التسخين في مرحلة العينة بتسخين العينة أثناء اختبار الحنق عند 200 °معدل التآكل ، ك، باستخدام الصيغة K = V / (F × s)، أين الخامس هو الحجم البالي ، F هو الحمل العادي ، و س هي المسافة المنزلقة.
يرجى ملاحظة أنه تم استخدام كرة المرحاض كمادة مضادة كمثال في هذه الدراسة. يمكن تطبيق أي مادة صلبة ذات أشكال وتشطيبات سطحية مختلفة باستخدام تركيبات مخصصة لمحاكاة حالة التطبيق الفعلية.
معلمات الاختبار
قياسات التآكل
النتائج والمناقشة
يتيح ملف مسار التآكل ثلاثي الأبعاد تحديدًا مباشرًا ودقيقًا لخسارة حجم مسار التآكل المحسوب بواسطة نانوفيا برنامج تحليل الجبال.
يُظهر اختبار التآكل الترددي بسرعة منخفضة تبلغ 100 دورة في الدقيقة ودرجة حرارة الغرفة مسار تآكل صغير يبلغ 0.014 مم³. وبالمقارنة ، فإن اختبار التآكل الذي يتم إجراؤه بسرعة عالية تبلغ 1000 دورة في الدقيقة يخلق مسار تآكل أكبر بكثير بحجم 0.12 مم³. يمكن أن تُعزى عملية التآكل المتسارعة هذه إلى الحرارة العالية والاهتزاز الشديد المتولد أثناء اختبار التآكل ، والذي يعزز أكسدة الحطام المعدني وينتج عنه تآكل شديد ثلاثي الأجسام. اختبار التآكل عند درجة حرارة مرتفعة تبلغ 200 °يشكل C مسار تآكل أكبر يبلغ 0.27 ملم³.
يبلغ معدل التآكل في اختبار التآكل عند 1000 دورة في الدقيقة 1.5 × 10-4 مم³/ نيوتن متر ، وهو ما يقرب من تسع مرات مقارنة مع اختبار التآكل الترددي عند 100 دورة في الدقيقة. يؤدي اختبار التآكل عند درجة حرارة مرتفعة إلى زيادة سرعة التآكل إلى 3.4 × 10-4 مم³/ نيوتن متر. يُظهر هذا الاختلاف الكبير في مقاومة التآكل التي تُقاس بسرعات ودرجات حرارة مختلفة أهمية المحاكاة المناسبة لتآكل الحشوات للتطبيقات الواقعية.
يمكن أن يتغير سلوك التآكل بشكل كبير عندما يتم إدخال تغييرات صغيرة في ظروف الاختبار في نظام ثلاثي. براعة نانوفيا يسمح مقياس التآكل بقياس التآكل في ظل ظروف مختلفة ، بما في ذلك درجة الحرارة العالية والتشحيم والتآكل وغيرها. يتيح التحكم الدقيق في السرعة والموضع بواسطة المحرك المتقدم للمستخدمين إجراء اختبار التآكل بسرعات تتراوح من 0.001 إلى 5000 دورة في الدقيقة ، مما يجعله أداة مثالية لمختبرات البحث / الاختبار لفحص التآكل في الظروف الترايبولوجية المختلفة.
القلق من تآكل المسارات في ظروف مختلفة
تحت المجهر الضوئي
3D ارتداء ملامح المسارات
توفر المزيد من البصيرة في الفهم الأساسي
من آلية ارتداء الحنق
ملخص نتيجة ارتداء المسارات
تم قياسها باستخدام معلمات اختبار مختلفة
خاتمة
في هذه الدراسة ، عرضنا قدرة نانوفيا جهاز قياس ثلاثي في تقييم سلوك التآكل الناتج عن الحكة لعينة من الفولاذ المقاوم للصدأ SS304 بطريقة كمية وجيدة التحكم.
تلعب سرعة الاختبار ودرجة الحرارة أدوارًا مهمة في مقاومة التآكل الخشن للمواد. نتج عن الحرارة العالية والاهتزاز الشديد أثناء الاحتكاك تآكلًا متسارعًا بشكل كبير لعينة SS304 بما يقرب من تسع مرات. ارتفاع درجة الحرارة 200 °زاد C من معدل التآكل إلى 3.4 × 10-4 مم3/ نيوتن متر.
براعة نانوفيا يجعل منه أداة قياس الاحتكاك أداة مثالية لقياس تآكل الاحتكاك في ظل ظروف مختلفة ، بما في ذلك درجات الحرارة المرتفعة والتشحيم والتآكل وغيرها.
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. تعد مجموعتنا التي لا مثيل لها حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الترايبولوجية للطلاءات والأغشية والركائز الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو القاسية.
المحامل الكروية: دراسة مقاومة التآكل عالية القوة
مقدمة
يستخدم محمل الكرة الكرات لتقليل الاحتكاك الدوراني ودعم الأحمال الشعاعية والمحورية. تنتج الكرات المتدحرجة بين سلالات المحامل معامل احتكاك أقل بكثير (COF) مقارنة بسطحين مستويين ينزلقان ضد بعضهما البعض. غالبًا ما تتعرض المحامل الكروية لمستويات عالية من إجهاد التلامس والتآكل والظروف البيئية القاسية مثل درجات الحرارة المرتفعة. لذلك، تعد مقاومة الكرات للتآكل تحت الأحمال العالية والظروف البيئية القاسية أمرًا بالغ الأهمية لإطالة عمر محمل الكرة لتقليل التكلفة والوقت اللازم للإصلاحات والاستبدال.
يمكن العثور على المحامل الكروية في جميع التطبيقات تقريبًا التي تتضمن أجزاء متحركة. يتم استخدامها بشكل شائع في صناعات النقل مثل الطيران والسيارات بالإضافة إلى صناعة الألعاب التي تصنع عناصر مثل سبينر وألواح التزلج.
تقييم تآكل المحامل الكروية عند الأحمال العالية
يمكن تصنيع محامل الكرات من قائمة واسعة من المواد. تتراوح المواد شائعة الاستخدام بين المعادن مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكروم أو السيراميك مثل كربيد التنغستن (WC) ونيتريد السيليكون (Si3n4). للتأكد من أن المحامل الكروية المصنعة تتمتع بمقاومة التآكل المطلوبة المثالية لظروف التطبيق المحدد، من الضروري إجراء تقييمات احتكاكية موثوقة تحت الأحمال العالية. يساعد اختبار الاحتكاك في قياس سلوكيات التآكل للمحامل الكروية المختلفة ومقارنتها بطريقة يتم التحكم فيها ومراقبتها لاختيار أفضل مرشح للتطبيق المستهدف.
هدف القياس
في هذه الدراسة، نعرض النانوفيا ثلاثي الأبعاد كأداة مثالية لمقارنة مقاومة التآكل للمحامل الكروية المختلفة تحت الأحمال العالية.
الشكل 1: إعداد اختبار التحمل.
إجراء اختبار
تم تقييم معامل الاحتكاك وCOF ومقاومة التآكل للمحامل الكروية المصنوعة من مواد مختلفة بواسطة مقياس Nanovea Tribometer. تم استخدام ورق الصنفرة الحصباء P100 كمادة مضادة. تم فحص ندوب التآكل للمحامل الكروية باستخدام أ نانوفيا ملف تعريف عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد بعد انتهاء اختبارات التآكل. يتم تلخيص معلمات الاختبار في الجدول 1. معدل التآكل، ك، باستخدام الصيغة K = V / (F × s)، أين الخامس هو الحجم البالي ، F هو الحمل العادي و س هي المسافة المنزلقة. تم تقييم ندوب ارتداء الكرة بواسطة أ نانوفيا أداة تعريف عدم الاتصال ثلاثية الأبعاد لضمان قياس دقيق لحجم التآكل.
تسمح ميزة تحديد المواقع الشعاعية الآلية لمقياس الاحتكاك بتقليل نصف قطر مسار التآكل طوال مدة الاختبار. يُطلق على وضع الاختبار هذا اسم الاختبار الحلزوني وهو يضمن أن محمل الكرة ينزلق دائمًا على سطح جديد من ورق الصنفرة (الشكل 2). إنه يحسن بشكل كبير من تكرار اختبار مقاومة التآكل على الكرة. يوفر جهاز التشفير المتقدم 20 بت للتحكم في السرعة الداخلية وجهاز التشفير 16 بت للتحكم في الموضع الخارجي معلومات دقيقة عن السرعة والموضع في الوقت الفعلي، مما يسمح بالتعديل المستمر لسرعة الدوران لتحقيق سرعة انزلاق خطية ثابتة عند جهة الاتصال.
يرجى ملاحظة أنه تم استخدام ورق الصنفرة P100 Grit لتبسيط سلوك التآكل بين المواد الكروية المختلفة في هذه الدراسة ويمكن استبداله بأي سطح مادي آخر. يمكن استبدال أي مادة صلبة لمحاكاة أداء مجموعة واسعة من أدوات التوصيل المادية في ظل ظروف التطبيق الفعلية، كما هو الحال في السوائل أو مواد التشحيم.
الشكل 2: رسم توضيحي للممرات الحلزونية لمحمل الكرة على ورق الصنفرة.
الجدول 1: اختبار معلمات قياسات التآكل.
النتائج والمناقشة
يعد معدل التآكل عاملاً حيويًا لتحديد عمر خدمة المحمل الكروي، في حين يكون انخفاض COF أمرًا مرغوبًا فيه لتحسين أداء المحمل وكفاءته. يقارن الشكل 3 تطور COF للمحامل الكروية المختلفة مقابل ورق الصنفرة أثناء الاختبارات. تُظهر كرة Cr Steel زيادة في COF بمقدار ~0.4 أثناء اختبار التآكل، مقارنة بـ ~0.32 و~0.28 لمحامل الكرات SS440 وAl2O3. من ناحية أخرى، تُظهر كرة المرحاض COF ثابتًا يبلغ ~0.2 طوال اختبار التآكل. يمكن ملاحظة تباين COF الملحوظ خلال كل اختبار والذي يعزى إلى الاهتزازات الناتجة عن الحركة المنزلقة للمحامل الكروية على سطح ورق الصنفرة الخشن.
الشكل 3: تطور COF أثناء اختبارات التآكل.
الشكل 4 والشكل 5 يقارنان ندوب التآكل للمحامل الكروية بعد أن تم قياسها بواسطة المجهر الضوئي ومحدد التعريف البصري Nanovea غير المتصل، على التوالي، ويلخص الجدول 2 نتائج تحليل مسار التآكل. يحدد ملف تعريف Nanovea 3D بدقة حجم تآكل المحامل الكروية، مما يجعل من الممكن حساب ومقارنة معدلات التآكل للمحامل الكروية المختلفة. يمكن ملاحظة أن كرات Cr Steel وSS440 تظهر عليها ندوب تآكل مسطحة أكبر بكثير مقارنة بالكرات الخزفية، أي Al2O3 وWC بعد اختبارات التآكل. تتمتع كرات Cr Steel وSS440 بمعدلات تآكل مماثلة تبلغ 3.7×10-3 و3.2×10-3 م3/ن م، على التوالي. بالمقارنة، كرة Al2O3 تظهر مقاومة تآكل محسنة مع معدل تآكل يبلغ 7.2×10-4 m3/N·m. بالكاد تظهر على كرة WC خدوش بسيطة في منطقة مسار التآكل الضحلة، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في معدل التآكل بمقدار 3.3×10-6 مم3/نيوتن متر.
الشكل 4: ارتداء ندوب الكرات بعد الاختبارات.
الشكل 5: مورفولوجية ثلاثية الأبعاد لندوب التآكل على المحامل الكروية.
الجدول 2: تحليل ارتداء الندبة للمحامل الكروية.
يوضح الشكل 6 صورًا مجهرية لمسارات التآكل الناتجة على الورق الرملي بواسطة المحامل الكروية الأربعة. من الواضح أن كرة المرحاض أنتجت مسار التآكل الأكثر شدة (إزالة جميع جزيئات الرمل تقريبًا في طريقها) وتمتلك أفضل مقاومة للتآكل. بالمقارنة، تركت كرات Cr Steel وSS440 كمية كبيرة من الحطام المعدني على مسار تآكل ورق الصنفرة.
توضح هذه الملاحظات أيضًا أهمية الاستفادة من الاختبار الحلزوني. إنه يضمن أن محمل الكرة ينزلق دائمًا على سطح جديد من ورق الصنفرة، مما يحسن بشكل كبير من تكرار اختبار مقاومة التآكل.
الشكل 6: وضع المسارات على ورق الصنفرة مقابل محامل كروية مختلفة.
خاتمة
تلعب مقاومة التآكل للمحامل الكروية تحت الضغط العالي دورًا حيويًا في أداء الخدمة. تتميز محامل الكرات الخزفية بمقاومة تآكل محسنة بشكل كبير في ظل ظروف الضغط العالي وتقليل الوقت والتكلفة بسبب إصلاح المحامل أو استبدالها. في هذه الدراسة، يُظهر محمل كروي WC مقاومة تآكل أعلى بكثير مقارنة بالمحامل الفولاذية، مما يجعله مرشحًا مثاليًا لتطبيقات المحامل حيث يحدث تآكل شديد.
تم تصميم Nanovea Tribometer بقدرات عزم دوران عالية لأحمال تصل إلى 2000 نيوتن ومحرك دقيق ومتحكم لسرعات دوران من 0.01 إلى 15000 دورة في الدقيقة. إنه يوفر اختبار التآكل والاحتكاك المتكرر باستخدام الأوضاع الدورانية والخطية المتوافقة مع ISO وASTM، مع توفر وحدات التآكل والتشحيم الاختيارية ذات درجة الحرارة العالية في نظام واحد متكامل مسبقًا. يتيح هذا النطاق الذي لا مثيل له للمستخدمين محاكاة بيئات العمل القاسية المختلفة للمحامل الكروية بما في ذلك الضغط العالي والتآكل ودرجة الحرارة المرتفعة، وما إلى ذلك. كما أنه يعمل كأداة مثالية للتقييم الكمي للسلوكيات الاحتكاكية للمواد الفائقة المقاومة للتآكل تحت الأحمال العالية.
يوفر ملف تعريف Nanovea 3D Non-Contact Profiler قياسات دقيقة لحجم التآكل ويعمل كأداة لتحليل الشكل التفصيلي لمسارات التآكل، مما يوفر رؤى إضافية في الفهم الأساسي لآليات التآكل.
أُعدت بواسطة
دوانجي لي، دكتوراه، جوناثان توماس، وبيير ليرو
أدوات طب الأسنان: تحليل الأبعاد وخشونة السطح
مقدمة
يعد الحصول على أبعاد دقيقة وخشونة سطحية مثالية أمرًا حيويًا لوظيفة براغي الأسنان. تتطلب العديد من أبعاد براغي الأسنان دقة عالية مثل نصف القطر والزوايا والمسافات وارتفاعات الخطوات. يعد فهم خشونة السطح المحلية أمرًا مهمًا أيضًا لأي أداة طبية أو جزء يتم إدخاله داخل جسم الإنسان لتقليل الاحتكاك المنزلق.
ملف تعريف عدم الاتصال للدراسة الأبعاد
نانوفيا ملفات تعريف عدم الاتصال ثلاثية الأبعاد استخدم تقنية لونية تعتمد على الضوء لقياس أي سطح مادي: شفاف أو غير شفاف أو براق أو منتشر أو مصقول أو خشن. على عكس تقنية مسبار اللمس، يمكن لتقنية عدم الاتصال القياس داخل المناطق الضيقة ولن تضيف أي أخطاء جوهرية بسبب التشوه الناجم عن ضغط الطرف على مادة بلاستيكية أكثر ليونة. كما توفر التكنولوجيا المستندة إلى الضوء اللوني دقة جانبية ودقة فائقة في الارتفاع مقارنةً بتقنية تباين التركيز البؤري. يمكن لملفات تعريف Nanovea مسح الأسطح الكبيرة مباشرة دون خياطة وتحديد طول الجزء في بضع ثوانٍ. يمكن قياس النانو من خلال ميزات سطح النطاق الكلي وزوايا السطح العالية نظرًا لقدرة محلل التعريف على قياس الأسطح دون أي خوارزميات معقدة تعالج النتائج.
هدف القياس
في هذا التطبيق، تم استخدام جهاز التعريف البصري Nanovea ST400 لقياس برغي الأسنان على طول الميزات المسطحة والخيطية في قياس واحد. تم حساب خشونة السطح من المساحة المسطحة، وتم تحديد الأبعاد المختلفة للمعالم الملولبة.
عينة من المسمار الأسنان التي تم تحليلها بواسطة نانوفيا ملف التعريف البصري.
تحليل عينة المسمار الأسنان.
نتائج
3D السطح
يُظهر العرض ثلاثي الأبعاد وعرض الألوان الزائفة للمسمار السني منطقة مسطحة مع بدء الخيوط على كلا الجانبين. فهو يوفر للمستخدمين أداة مباشرة لمراقبة شكل المسمار بشكل مباشر من زوايا مختلفة. تم استخراج المنطقة المسطحة من المسح الكامل لقياس خشونة سطحها.
تحليل السطح ثنائي الأبعاد
يمكن أيضًا استخراج ملفات تعريف الخط من السطح لإظهار عرض مقطعي للمسمار. تم استخدام التحليل المحيطي ودراسات ارتفاع الخطوة لقياس الأبعاد الدقيقة في موقع معين على المسمار.
خاتمة
في هذا التطبيق، قمنا بعرض قدرة Nanovea 3D Non-Contact Profiler على حساب خشونة السطح المحلي بدقة وقياس ميزات الأبعاد الكبيرة في مسح واحد.
تُظهر البيانات خشونة سطحية محلية تبلغ 0.9637 ميكرومتر. وجد أن نصف قطر المسمار بين الخيوط هو 1.729 ملم، وكان متوسط ارتفاع الخيوط 0.413 ملم. تم تحديد متوسط الزاوية بين الخيوط بـ 61.3 درجة.
تمثل البيانات الموضحة هنا جزءًا فقط من الحسابات المتوفرة في برنامج التحليل.
أُعدت بواسطة
دوانجي لي، دكتوراه، جوناثان توماس، وبيير ليرو
السيراميك: رسم خرائط سريع بميزة تحديد المسافة النانوية لاكتشاف الحبوب
مقدمة
nanoindentation أصبحت تقنية مطبقة على نطاق واسع لقياس السلوكيات الميكانيكية للمواد على نطاقات صغيرةأنا ثانيا. يمكن لمنحنيات إزاحة الحمل عالية الدقة الناتجة عن قياس المسافة البادئة النانوية أن توفر مجموعة متنوعة من الخصائص الفيزيائية والميكانيكية، بما في ذلك الصلابة، ومعامل يونج، والزحف، وصلابة الكسر، وغيرها الكثير.
أهمية المسافة البادئة لرسم الخرائط السريعة
أحد الاختناقات الهامة لمزيد من تعميم تقنية النانو هو استهلاك الوقت. يمكن أن يستغرق رسم خرائط الخصائص الميكانيكية عن طريق إجراء الحفر النانوي التقليدي ساعات بسهولة مما يعيق تطبيق التقنية في صناعات الإنتاج الضخم، مثل أشباه الموصلات والفضاء والأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة والمنتجات الاستهلاكية مثل بلاط السيراميك وغيرها الكثير.
يمكن أن يكون التعيين السريع أمرًا ضروريًا في صناعة تصنيع بلاط السيراميك، ويمكن أن توفر تعيينات معامل الصلابة ويونغ عبر بلاطة سيراميك واحدة توزيعًا للبيانات التي تشير إلى مدى تجانس السطح. يمكن تحديد المناطق الأكثر ليونة على البلاط في هذه الخريطة وإظهار المواقع الأكثر عرضة للفشل من التأثيرات المادية التي تحدث على أساس يومي في مسكن شخص ما. يمكن إجراء التعيينات على أنواع مختلفة من البلاطات لإجراء دراسات مقارنة وعلى مجموعة من البلاطات المماثلة لقياس اتساق البلاط في عمليات مراقبة الجودة. يمكن أن يكون الجمع بين إعدادات القياسات شاملاً ودقيقًا وفعالاً باستخدام طريقة التعيين السريعة.
هدف القياس
في هذه الدراسة ، فإن Nanovea اختبار ميكانيكي، في وضع FastMap يتم استخدامه لرسم خريطة للخصائص الميكانيكية لبلاط الأرضية بسرعات عالية. نعرض قدرة جهاز الاختبار الميكانيكي Nanovea على إجراء تعيينين سريعين للمسافة النانوية بدقة عالية وإمكانية التكرار.
شروط الاختبار
تم استخدام جهاز اختبار Nanovea الميكانيكي لإجراء سلسلة من المسافات البادئة النانوية باستخدام وضع FastMap على بلاط الأرضية باستخدام مسافة بادئة من Berkovich. يتم تلخيص معلمات الاختبار أدناه لمصفوفتي المسافة البادئة اللتين تم إنشاؤهما.
الجدول 1: ملخص معلمة الاختبار.
النتائج والمناقشة
الشكل 1: عرض ثنائي وثلاثي الأبعاد لرسم خرائط صلابة 625 مسافة بادئة.
الشكل 2: صورة مجهرية لمصفوفة ذات مسافة بادئة 625 تعرض الحبوب.
تم إجراء مصفوفة ذات مسافة بادئة 625 على 0.20 مم2 منطقة بها حبوب كبيرة مرئية. كان لهذه الحبوب (الشكل 2) صلابة متوسطة أقل من السطح الكلي للبلاط. يسمح برنامج Nanovea الميكانيكي للمستخدم برؤية خريطة توزيع الصلابة في الوضع ثنائي وثلاثي الأبعاد الموضح في الشكل 1. وباستخدام التحكم عالي الدقة في الموضع لمرحلة العينة، يتيح البرنامج للمستخدمين استهداف مناطق مثل هذه للتعمق رسم خرائط الخواص الميكانيكية.
الشكل 3: عرض ثنائي وثلاثي الأبعاد لرسم خرائط صلابة 1600 مسافة بادئة.
الشكل 4: صورة مجهرية لمصفوفة ذات مسافة بادئة 1600.
تم أيضًا إنشاء مصفوفة ذات مسافة بادئة تبلغ 1600 مسافة على نفس البلاط لقياس تجانس السطح. هنا مرة أخرى، يتمتع المستخدم بالقدرة على رؤية توزيع الصلابة في الوضع ثلاثي الأبعاد أو ثنائي الأبعاد (الشكل 3) بالإضافة إلى صورة المجهر للسطح ذي المسافة البادئة. استناداً إلى توزيع الصلابة المقدم، يمكن أن نستنتج أن المادة مسامية بسبب التشتت المتساوي لنقاط بيانات الصلابة العالية والمنخفضة.
بالمقارنة مع إجراءات التحسس النانوي التقليدية، فإن وضع FastMap في هذه الدراسة أقل استهلاكًا للوقت وأكثر فعالية من حيث التكلفة. فهو يتيح رسم خرائط كمية سريعة للخصائص الميكانيكية بما في ذلك الصلابة ومعامل يونغ ويوفر حلاً للكشف عن الحبوب واتساق المواد وهو أمر بالغ الأهمية لمراقبة الجودة لمجموعة متنوعة من المواد في الإنتاج الضخم.
خاتمة
في هذه الدراسة، عرضنا قدرة جهاز الاختبار الميكانيكي Nanovea على إجراء رسم خرائط سريع ودقيق للمسافة النانوية باستخدام وضع FastMap. تستخدم خرائط الخصائص الميكانيكية الموجودة على بلاط السيراميك التحكم في موضع المراحل (بدقة 0.2 ميكرومتر) وحساسية وحدة القوة لاكتشاف حبيبات السطح وقياس تجانس السطح بسرعة عالية.
تم تحديد معلمات الاختبار المستخدمة في هذه الدراسة بناءً على حجم المصفوفة ومواد العينة. يمكن اختيار مجموعة متنوعة من معلمات الاختبار لتحسين إجمالي وقت دورة المسافة البادئة إلى 3 ثوانٍ لكل مسافة بادئة (أو 30 ثانية لكل 10 مسافات بادئة).
تشتمل جميع وحدات Nano وMicro في جهاز اختبار Nanovea الميكانيكي على المسافة البادئة المتوافقة مع ISO وASTM، وأوضاع اختبار الخدش والتآكل، مما يوفر نطاقًا أوسع وأكثر سهولة في الاستخدام من الاختبارات المتاحة في نظام واحد. يعد نطاق Nanovea الذي لا مثيل له حلاً مثاليًا لتحديد النطاق الكامل للخصائص الميكانيكية للطلاءات والأغشية والركائز الرقيقة أو السميكة أو الناعمة أو الصلبة، بما في ذلك الصلابة، ومعامل Young، وصلابة الكسر، والالتصاق، ومقاومة التآكل وغيرها الكثير.
بالإضافة إلى ذلك، يتوفر ملف تعريف عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد ووحدة AFM للتصوير ثلاثي الأبعاد عالي الدقة للمسافة البادئة والخدش ومسار التآكل بالإضافة إلى قياسات السطح الأخرى مثل الخشونة.
المؤلف: دوانجي لي، دكتوراه، مراجعة بيير ليرو وجوسلين إسبارزا
