AR 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
TR 
KO 
PL التصنيف: الاختبارات المعملية
تأثير الرطوبة على طلاء DLC
أهمية تقييم التآكل على DLC في الرطوبة
تمتلك الطلاءات الكربونية الشبيهة بالماس (DLC) خصائص احتكاكية معززة، وهي مقاومة ممتازة للتآكل ومعامل احتكاك منخفض جدًا (COF). تضفي طلاءات DLC خصائص الماس عند ترسبها على مواد مختلفة. الخصائص الميكانيكية القبلية المواتية تجعل طلاءات DLC مفضلة في العديد من التطبيقات الصناعية، مثل أجزاء الطيران، وشفرات الحلاقة، وأدوات القطع المعدنية، والمحامل، ومحركات الدراجات النارية، والمزروعات الطبية.
تُظهر طلاءات DLC COF منخفضًا جدًا (أقل من 0.1) ضد الكرات الفولاذية في ظل ظروف فراغ وجفاف عالية12. ومع ذلك ، فإن طلاءات DLC حساسة لتغيرات الظروف البيئية ، وخاصة الرطوبة النسبية (RH)3. قد تؤدي البيئات ذات الرطوبة العالية وتركيز الأكسجين إلى زيادة كبيرة في COF4. يحاكي تقييم التآكل الموثوق به في الرطوبة الخاضعة للرقابة الظروف البيئية الواقعية لطلاءات DLC للتطبيقات الاحتكاكية. يختار المستخدمون أفضل طلاءات DLC للتطبيقات المستهدفة مع المقارنة المناسبة
من سلوكيات تآكل DLC المعرضة لرطوبة مختلفة.
هدف القياس
تعرض هذه الدراسة النانوفيا ثلاثي الأبعاد المجهز بوحدة تحكم في الرطوبة هو الأداة المثالية للتحقق من سلوك التآكل لطلاءات DLC عند رطوبة نسبية مختلفة.
إجراء الاختبار
تم تقييم مقاومة الاحتكاك والتآكل لطلاءات DLC بواسطة مقياس Nanovea Tribometer. تم تلخيص معلمات الاختبار في الجدول 1. جهاز التحكم في الرطوبة المتصل بغرفة Tribo يتحكم بدقة في الرطوبة النسبية (RH) بدقة ± 1%. تم فحص مسارات التآكل على طبقات DLC وندبات التآكل على كرات SiN باستخدام المجهر الضوئي بعد الاختبارات.
ملاحظة: يمكن تطبيق أي مادة كروية صلبة لمحاكاة أداء أدوات توصيل المواد المختلفة في ظل الظروف البيئية مثل مواد التشحيم أو درجات الحرارة المرتفعة.
النتائج والمناقشة
تعتبر طلاءات DLC رائعة للتطبيقات الترايبولوجية نظرًا لانخفاض الاحتكاك ومقاومة التآكل الفائقة. يُظهر احتكاك طلاء DLC سلوكًا يعتمد على الرطوبة كما هو موضح في الشكل 2. يُظهر طلاء DLC منخفضًا جدًا لـ COF يبلغ 0.05 تقريبًا طوال اختبار التآكل في ظروف جافة نسبيًا (10% RH). يُظهر طلاء DLC COF ثابتًا بمقدار 0.1 ~ أثناء الاختبار حيث يزيد RH إلى 30%. لوحظت مرحلة التشغيل الأولية لـ COF في الثورات الأولى لعام 2000 عندما يرتفع RH فوق 50%. يُظهر طلاء DLC حدًا أقصى لـ COF ~ 0.20 و ~ 0.26 و ~ 0.33 في RH من 50 و 70 و 90% ، على التوالي. بعد فترة التشغيل ، يظل COF المطلي بـ DLC ثابتًا عند ~ 0.11 و 0.13 و 0.20 في RH من 50 و 70 و 90% ، على التوالي.
يقارن الشكل 3 ندوب تآكل الكرة SiN ويقارن الشكل 4 مسارات تآكل طلاء DLC بعد اختبارات التآكل. كان قطر ندبة التآكل أصغر عندما تعرض طلاء DLC لبيئة ذات رطوبة منخفضة. تتراكم طبقة DLC للنقل على سطح كرة SiN أثناء عملية الانزلاق المتكررة على سطح التلامس. في هذه المرحلة ، ينزلق طلاء DLC مقابل طبقة النقل الخاصة به والتي تعمل كمواد تشحيم فعالة لتسهيل الحركة النسبية وتقييد المزيد من فقدان الكتلة الناجم عن تشوه القص. لوحظ فيلم نقل في ندبة التآكل لكرة SiN في بيئات منخفضة الرطوبة النسبية (على سبيل المثال 10% و 30%) ، مما أدى إلى عملية تآكل بطيئة على الكرة. تنعكس عملية التآكل هذه على شكل مسار التآكل لطلاء DLC كما هو موضح في الشكل 4. يُظهر طلاء DLC مسار تآكل أصغر في البيئات الجافة ، نظرًا لتشكيل فيلم نقل DLC ثابت في واجهة التلامس مما يقلل بشكل كبير من معدل الاحتكاك والتآكل .
خاتمة
تلعب الرطوبة دورًا حيويًا في الأداء القبلي لطلاءات DLC. يتمتع طلاء DLC بمقاومة تآكل محسنة بشكل كبير واحتكاك منخفض فائق في الظروف الجافة بسبب تكوين طبقة جرافيتية مستقرة منقولة إلى النظير المنزلق (كرة SiN في هذه الدراسة). ينزلق طلاء DLC على طبقة النقل الخاصة به، والتي تعمل بمثابة مادة تشحيم فعالة لتسهيل الحركة النسبية وكبح المزيد من فقدان الكتلة الناتج عن تشوه القص. لا يتم ملاحظة وجود فيلم على كرة SiN مع زيادة الرطوبة النسبية، مما يؤدي إلى زيادة معدل التآكل على كرة SiN وطلاء DLC.
يوفر مقياس Nanovea Tribometer اختبارًا متكررًا للتآكل والاحتكاك باستخدام أوضاع دوارة وخطية متوافقة مع ISO وASTM، مع وحدات رطوبة اختيارية متوفرة في نظام واحد متكامل مسبقًا. فهو يسمح للمستخدمين بمحاكاة بيئة العمل عند مستويات رطوبة مختلفة، مما يوفر للمستخدمين أداة مثالية للتقييم الكمي للسلوكيات الاحتكاكية للمواد في ظل ظروف عمل مختلفة.
تعرف على المزيد حول Nanovea Tribometer and Lab Service
1 C. Donnet، Surf. معطف. تكنول. 100-101 (1998) 180.
2 K.Miyoshi، B. Pohlchuck، KW Street، JS Zabinski، JH Sanders، AA Voevodin، RLC Wu، Wear 225–229 (1999) 65.
3 ر. جيلمور ، ر. هاويرت ، سيرف. معطف. تكنول. 133-134 (2000) 437.
4 R. Memming، HJ Tolle، PE Wierenga، طلاء صلب رقيق 143 (1986) 31
الآن ، لنتحدث عن طلبك
تحليل سطحي ثلاثي الأبعاد لبنس مع قياس ملامح عدم التلامس
أهمية قياس ملامح عدم الاتصال للعملات المعدنية
تحظى العملة بتقدير كبير في المجتمع الحديث لأنه يتم تداولها مقابل السلع والخدمات. يتم تداول العملات المعدنية والورقية في أيدي العديد من الأشخاص. يؤدي النقل المستمر للعملة المادية إلى تشوه السطح. نانوفيا 3D مقياس الملامح يقوم بمسح تضاريس العملات المعدنية المسكوكة في سنوات مختلفة للتحقق من الاختلافات السطحية.
يمكن بسهولة التعرف على ميزات العملة لعامة الناس لأنها أشياء شائعة. يعتبر البنس مثاليًا لتقديم قوة برنامج تحليل الأسطح المتقدم من Nanovea: Mountains 3D. تسمح البيانات السطحية التي تم جمعها باستخدام مقياس التعريف ثلاثي الأبعاد الخاص بنا بإجراء تحليلات عالية المستوى للهندسة المعقدة من خلال طرح السطح واستخراج الكفاف ثنائي الأبعاد. يقارن الطرح السطحي باستخدام قناع أو ختم أو قالب يمكن التحكم فيه جودة عمليات التصنيع بينما يحدد الاستخراج الكفافي التفاوتات المسموح بها من خلال تحليل الأبعاد. يقوم برنامج Nanovea's 3D Profilometer وبرنامج Mountains 3D بالتحقيق في التضاريس دون الميكرونية للأشياء التي تبدو بسيطة، مثل البنسات.
هدف القياس
تم مسح السطح العلوي الكامل لخمسة بنسات باستخدام مستشعر الخط عالي السرعة من Nanovea. تم قياس نصف القطر الداخلي والخارجي لكل بنس باستخدام برنامج Mountains Advanced Analysis Software. استخراج من كل سطح بنس في منطقة الاهتمام مع الطرح السطحي المباشر تشوه السطح كميا.
النتائج والمناقشة
3D السطح
استغرق مقياس التشكيل الجانبي Nanovea HS2000 24 ثانية فقط لمسح 4 ملايين نقطة في منطقة 20 مم × 20 مم بحجم خطوة 10um x 10um للحصول على سطح بنس واحد. يوجد أدناه خريطة ارتفاع وتصور ثلاثي الأبعاد للمسح. يُظهر العرض ثلاثي الأبعاد قدرة المستشعر عالي السرعة على التقاط التفاصيل الصغيرة التي لا يمكن للعين تصورها. تظهر العديد من الخدوش الصغيرة على سطح العملة المعدنية. يتم فحص نسيج وخشونة العملة التي تظهر في العرض ثلاثي الأبعاد.
التحليل البعدي
تم استخلاص ملامح العملة المعدنية وحصل تحليل الأبعاد على الأقطار الداخلية والخارجية لميزة الحافة. بلغ متوسط نصف القطر الخارجي 9.500 مم ± 0.024 بينما بلغ متوسط نصف القطر الداخلي 8.960 مم ± 0.032. تحليلات الأبعاد الإضافية التي يمكن أن تقوم بها Mountains 3D على مصادر البيانات ثنائية وثلاثية الأبعاد هي قياسات المسافة ، ارتفاع الخطوة ، التسوية ، وحسابات الزاوية.
طرح السطح
يوضح الشكل 5 مجال الاهتمام لتحليل الطرح السطحي. تم استخدام بنس 2007 كسطح مرجعي للبنسات الأربعة الأقدم. يُظهر الطرح السطحي من سطح البنس لعام 2007 الاختلافات بين البنسات ذات الثقوب / القمم. يتم الحصول على فرق حجم السطح الكلي من خلال إضافة أحجام الثقوب / القمم. يشير خطأ RMS إلى مدى توافق الأسطح الصغيرة مع بعضها البعض.
خاتمة
مسح HS2000L عالي السرعة من Nanovea خمسة بنسات تم سكها في سنوات مختلفة. قارن برنامج Mountains 3D بين أسطح كل عملة باستخدام استخراج الكنتور وتحليل الأبعاد والطرح السطحي. يحدد التحليل بوضوح نصف القطر الداخلي والخارجي بين العملات المعدنية أثناء المقارنة المباشرة للاختلافات في سمات السطح. مع قدرة مقياس التشكيل الجانبي ثلاثي الأبعاد من Nanovea على قياس أي أسطح بدقة على مستوى النانومتر ، جنبًا إلى جنب مع إمكانات تحليل Mountains 3D ، فإن تطبيقات البحث ومراقبة الجودة الممكنة لا حصر لها.
الآن ، لنتحدث عن طلبك
الأبعاد والتشطيب السطحي للأنابيب البوليمرية
أهمية التحليل البعدي والسطحي للأنابيب البوليمرية
تُستخدم الأنابيب المصنوعة من المواد البوليمرية بشكل شائع في العديد من الصناعات التي تتراوح بين السيارات والطبية والكهربائية والعديد من الفئات الأخرى. تمت في هذه الدراسة دراسة القسطرة الطبية المصنوعة من مواد بوليمرية مختلفة باستخدام النانوفيا مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد لقياس خشونة السطح والتشكل والأبعاد. خشونة السطح أمر بالغ الأهمية للقسطرة حيث يمكن ربط العديد من مشاكل القسطرة ، بما في ذلك العدوى والصدمات الجسدية والالتهاب بسطح القسطرة. يمكن أيضًا دراسة الخواص الميكانيكية ، مثل معامل الاحتكاك ، من خلال ملاحظة خصائص السطح. يمكن الحصول على هذه البيانات القابلة للقياس الكمي لضمان إمكانية استخدام القسطرة في التطبيقات الطبية.
مقارنة بالمجهر البصري والمجهر الإلكتروني ، يُفضل قياس الأبعاد غير الملامسة ثلاثي الأبعاد باستخدام الزيغ المحوري بشكل كبير لتوصيف أسطح القسطرة نظرًا لقدرتها على قياس الزوايا / الانحناء ، والقدرة على قياس أسطح المواد على الرغم من الشفافية أو الانعكاسية ، والحد الأدنى من إعداد العينة ، وعدم الطبيعة الغازية. على عكس الفحص المجهري البصري التقليدي ، يمكن الحصول على ارتفاع السطح واستخدامه في التحليل الحسابي ؛ على سبيل المثال ، إيجاد الأبعاد وإزالة الشكل لإيجاد خشونة السطح. إن وجود القليل من التحضير للعينة ، على عكس الفحص المجهري الإلكتروني ، وطبيعة عدم الاتصال يسمح أيضًا بجمع البيانات بسرعة دون الخوف من التلوث والخطأ في تحضير العينة.
هدف القياس
في هذا التطبيق ، يتم استخدام Nanovea 3D Non-Contact Profilometer لمسح سطح اثنين من القسطرة: أحدهما مصنوع من TPE (المطاط الصناعي الحراري) والآخر مصنوع من PVC (كلوريد البولي فينيل). سيتم الحصول على ومقارنة معلمات التشكل والأبعاد الشعاعية وارتفاع القسطرتين.
النتائج والمناقشة
3D السطح
على الرغم من الانحناء على الأنابيب البوليمرية ، يمكن لمقياس التشكيل الجانبي عدم التلامس Nanovea 3D مسح سطح القسطرة. من الفحص الذي تم إجراؤه ، يمكن الحصول على صورة ثلاثية الأبعاد للفحص البصري السريع والمباشر للسطح.
2D الأبعاد التحليل
تم الحصول على البعد الشعاعي الخارجي عن طريق استخراج ملف تعريف من المسح الأصلي وتركيب قوس في الملف الشخصي. يوضح هذا قدرة مقياس ملف تعريف عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد في إجراء تحليل سريع للأبعاد لتطبيقات مراقبة الجودة. يمكن بسهولة الحصول على ملفات تعريف متعددة بطول القسطرة أيضًا.
خشونة تحليل السطح
تم الحصول على البعد الشعاعي الخارجي عن طريق استخراج ملف تعريف من المسح الأصلي وتركيب قوس في الملف الشخصي. يوضح هذا قدرة مقياس ملف تعريف عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد في إجراء تحليل سريع للأبعاد لتطبيقات مراقبة الجودة. يمكن بسهولة الحصول على ملفات تعريف متعددة بطول القسطرة أيضًا.
خاتمة
في هذا التطبيق ، أظهرنا كيف يمكن استخدام مقياس التشكيل الجانبي عدم التلامس Nanovea 3D لتوصيف الأنابيب البوليمرية. على وجه التحديد ، تم الحصول على قياس السطح والأبعاد الشعاعية وخشونة السطح للقسطرة الطبية. نصف القطر الخارجي لقسطرة TPE كان 2.40 مم بينما القسطرة البلاستيكية 1.27 مم. تم العثور على سطح القسطرة TPE ليكون أكثر خشونة من القسطرة البلاستيكية. كان Sa لـ TPE 0.9740 ميكرومتر مقارنة بـ 0.1791 ميكرومتر من PVC. أثناء استخدام القسطرة الطبية لهذا التطبيق ، يمكن أيضًا تطبيق قياس الأبعاد غير الملامس ثلاثي الأبعاد على مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأسطح. لا تقتصر البيانات والحسابات التي يمكن الحصول عليها على ما هو معروض.
الآن ، لنتحدث عن طلبك
تقييم صلابة الأسنان باستخدام Nanoindentation
أهمية الإسناد النانوي للمواد الحيوية
مع العديد من الاختبارات الميكانيكية التقليدية (الصلابة ، والالتصاق ، والضغط ، والثقب ، وقوة الخضوع ، وما إلى ذلك) ، تتطلب بيئات مراقبة الجودة اليوم مع المواد الحساسة المتقدمة ، من المواد الهلامية إلى المواد الهشة ، دقة أكبر وتحكمًا في الموثوقية. فشلت الأجهزة الميكانيكية التقليدية في توفير التحكم الدقيق في الحمل والقرار المطلوب ؛ مصممة لاستخدامها في المواد السائبة. نظرًا لأن حجم المواد التي يتم اختبارها أصبح ذا أهمية أكبر ، فقد تم تطوير nanoindentation قدمت طريقة موثوقة للحصول على المعلومات الميكانيكية الأساسية على الأسطح الأصغر مثل البحث الذي يتم إجراؤه باستخدام المواد الحيوية. تتطلب التحديات المرتبطة بالمواد الحيوية تطوير اختبار ميكانيكي قادر على التحكم الدقيق في الحمل على المواد شديدة الليونة والهشة. أيضًا ، هناك حاجة إلى أدوات متعددة لإجراء العديد من الاختبارات الميكانيكية التي يمكن إجراؤها الآن على نظام واحد. يوفر Nanoindentation نطاقًا واسعًا من القياس بدقة دقيقة عند الأحمال التي يتم التحكم فيها بالنانو للتطبيقات الحساسة.
هدف القياس
في هذا التطبيق ، فإن Nanovea اختبار ميكانيكي، في وضع Nanoindentation، يتم استخدامه لدراسة صلابة ومعامل المرونة في العاج، والتسوس، ولب الأسنان. الجانب الأكثر أهمية في اختبار Nanoindentation هو تأمين العينة، هنا أخذنا سنًا مقطعًا ومثبتًا بالإيبوكسي تاركين المناطق الثلاثة محل الاهتمام مكشوفة للاختبار.
النتائج والمناقشة
يتضمن هذا القسم جدولًا ملخصًا يقارن النتائج الرقمية الرئيسية للعينات المختلفة ، متبوعة بقوائم النتائج الكاملة ، بما في ذلك كل مسافة بادئة يتم إجراؤها ، مصحوبة بصور ميكروية للمسافة البادئة ، عند توفرها. تعرض هذه النتائج الكاملة القيم المقاسة لمعامل الصلابة ومعامل يونغ مثل عمق الاختراق بمتوسطاتها وانحرافاتها المعيارية. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الاختلاف الكبير في النتائج يمكن أن يحدث في حالة أن خشونة السطح في نفس نطاق حجم المسافة البادئة.
جدول ملخص للنتائج الرقمية الرئيسية:
خاتمة
في الختام ، لقد أوضحنا كيف أن جهاز اختبار Nanovea الميكانيكي ، في وضع Nanoindentation ، يوفر قياسًا دقيقًا للخصائص الميكانيكية للسن. يمكن استخدام البيانات في تطوير حشوات تتوافق بشكل أفضل مع الخصائص الميكانيكية للأسنان الحقيقية. تتيح قدرة تحديد المواقع لجهاز الفحص الميكانيكي Nanovea رسم خرائط كاملة لصلابة الأسنان عبر المناطق المختلفة.
باستخدام نفس النظام ، من الممكن اختبار صلابة كسر مادة الأسنان عند الأحمال العالية التي تصل إلى 200 نيوتن. يمكن استخدام اختبار تحميل متعدد الدورات على المزيد من المواد المسامية لتقييم المستوى المتبقي من المرونة. يمكن أن يعطي استخدام طرف ماسي أسطواني مسطح معلومات عن قوة الخضوع في كل منطقة. بالإضافة إلى ذلك ، باستخدام التحليل الميكانيكي الديناميكي DMA ، يمكن تقييم خصائص المرونة اللزجة بما في ذلك معاملات الفقد والتخزين.
تعتبر وحدة Nanovea nano مثالية لهذه الاختبارات لأنها تستخدم استجابة ملاحظات فريدة للتحكم بدقة في الحمل المطبق. لهذا السبب ، يمكن أيضًا استخدام وحدة النانو لإجراء اختبار دقيق للخدش. تضيف دراسة مقاومة الخدش والتآكل لمواد الأسنان ومواد الحشو إلى الفائدة الإجمالية للفاحص الميكانيكي. سيسمح استخدام طرف حاد بحجم 2 ميكرون للمقارنة الكمية للتشوه على مواد الحشو بالتنبؤ بشكل أفضل بالسلوك في التطبيقات الحقيقية. يعد التآكل متعدد التمريرات أو اختبار التآكل الدوراني المباشر أيضًا من الاختبارات الشائعة التي توفر معلومات مهمة عن الصلاحية طويلة المدى.
الآن ، لنتحدث عن طلبك
تقييم الاحتكاك بسرعات منخفضة للغاية
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
ترايبولوجي البوليمرات
مقدمة
تم استخدام البوليمرات على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات وأصبحت جزءًا لا غنى عنه في الحياة اليومية. لعبت البوليمرات الطبيعية مثل العنبر والحرير والمطاط الطبيعي دورًا أساسيًا في تاريخ البشرية. يمكن تحسين عملية تصنيع البوليمرات الاصطناعية لتحقيق خصائص فيزيائية فريدة مثل المتانة ، والمرونة اللزجة ، والتشحيم الذاتي ، وغيرها الكثير.
أهمية احتكاك البوليمرات
تستخدم البوليمرات بشكل شائع للتطبيقات الترايبولوجية ، مثل الإطارات والمحامل وسيور النقل.
تحدث آليات تآكل مختلفة اعتمادًا على الخصائص الميكانيكية للبوليمر ، وظروف التلامس ، وخصائص الحطام أو فيلم النقل المتكون أثناء عملية التآكل. للتأكد من أن البوليمرات تمتلك مقاومة تآكل كافية في ظل ظروف الخدمة ، من الضروري إجراء تقييم ترايبولوجي موثوق وقابل للقياس الكمي. يسمح لنا التقييم الترايبولوجي بإجراء مقارنة كمية لسلوكيات التآكل للبوليمرات المختلفة بطريقة خاضعة للرقابة والمراقبة لتحديد المادة المرشحة للتطبيق المستهدف.
يوفر Nanovea Tribometer اختبار التآكل والاحتكاك القابل للتكرار باستخدام أوضاع الدوران والخطية المتوافقة مع ISO و ASTM ، مع وحدات التآكل والتشحيم الاختيارية لدرجات الحرارة العالية المتاحة في نظام واحد متكامل مسبقًا. يتيح هذا النطاق الذي لا مثيل له للمستخدمين محاكاة بيئات العمل المختلفة للبوليمرات بما في ذلك الإجهاد المركّز والتآكل ودرجة الحرارة المرتفعة ، إلخ.
هدف القياس
في هذه الدراسة، أظهرنا أن النانوفيا ثلاثي الأبعاد هي أداة مثالية لمقارنة الاحتكاك ومقاومة التآكل للبوليمرات المختلفة بطريقة كمية ومراقبة بشكل جيد.
إجراء الاختبار
تم تقييم معامل الاحتكاك (COF) ومقاومة التآكل للبوليمرات الشائعة المختلفة بواسطة مقياس Nanovea Tribometer. تم استخدام كرة Al2O3 كمادة مضادة (دبوس، عينة ثابتة). تم قياس مسارات التآكل على البوليمرات (عينات دوارة ديناميكية) باستخدام أ مقياس عدم الاتصال ثلاثي الأبعاد والمجهر الضوئي بعد انتهاء الاختبارات. تجدر الإشارة إلى أنه يمكن استخدام جهاز استشعار بالمنظار غير متصل لقياس عمق اختراق الدبوس للعينة الديناميكية أثناء اختبار التآكل كخيار. يتم تلخيص معلمات الاختبار في الجدول 1. تم تقييم معدل التآكل، K، باستخدام الصيغة K=Vl(Fxs)، حيث V هو الحجم البالي، وF هو الحمل العادي، وs هي مسافة الانزلاق.
يرجى ملاحظة أنه تم استخدام كرات Al2O3 كمادة مضادة في هذه الدراسة. يمكن استبدال أي مادة صلبة لمحاكاة أداء عينتين عن كثب في ظل ظروف التطبيق الفعلية.
النتائج والمناقشة
يعد معدل التآكل عاملاً حيويًا لتحديد عمر خدمة المواد ، بينما يلعب الاحتكاك دورًا مهمًا أثناء التطبيقات الترايبولوجية. يقارن الشكل 2 تطور COF للبوليمرات المختلفة مقابل كرة Al2O3 أثناء اختبارات التآكل. يعمل COF كمؤشر على وقت حدوث الفشل ودخول عملية التآكل مرحلة جديدة. من بين البوليمرات المختبرة ، يحافظ HDPE على أدنى COF ثابت يبلغ 0.15 تقريبًا طوال اختبار التآكل. يشير COF السلس إلى تكوين اتصال ثلاثي ثابت.
يقارن الشكل 3 والشكل 4 مسارات التآكل لعينات البوليمر بعد أن يتم قياس الاختبار بواسطة المجهر الضوئي. يحدد مقياس التآكل ثلاثي الأبعاد في الموقع بدقة حجم التآكل لعينات البوليمر ، مما يجعل من الممكن حساب معدلات التآكل بدقة 0.0029 و 0.0020 و 0.0032 متر مكعب / نيوتن متر على التوالي. بالمقارنة ، تُظهر عينة CPVC أعلى معدل تآكل قدره 0.1121m3 / N · m. توجد ندبات تآكل متوازية عميقة في مسار التآكل في أنابيب CPVC.
خاتمة
تلعب مقاومة التآكل للبوليمرات دورًا حيويًا في أداء خدمتهم. في هذه الدراسة ، أوضحنا أن Nanovea Tribometer يقيم معامل الاحتكاك ومعدل التآكل للبوليمرات المختلفة في
بطريقة جيدة التحكم والكمية. يُظهر HDPE أدنى COF بحوالي 0.15 بين البوليمرات المختبرة. تمتلك عينات HDPE و Nylon 66 و Polypropylene معدلات تآكل منخفضة تبلغ 0.0029 و 0.0020 و 0.0032 متر مكعب / نيوتن متر على التوالي. إن الجمع بين الاحتكاك المنخفض ومقاومة التآكل الكبيرة يجعل HDPE مرشحًا جيدًا لتطبيقات البوليمر الترايبولوجي.
يتيح مقياس التشكيل الجانبي ثلاثي الأبعاد غير المتصل في الموقع قياسًا دقيقًا لحجم التآكل ويوفر أداة لتحليل الشكل التفصيلي لمسارات التآكل ، مما يوفر مزيدًا من التبصر في الفهم الأساسي لآليات التآكل
الآن ، لنتحدث عن طلبك
إنهاء سطح لوحة قرص العسل مع قياس الأبعاد ثلاثية الأبعاد
مقدمة
تعتبر الخشونة والمسامية والملمس لسطح لوحة قرص العسل ضرورية لتحديد تصميم اللوحة النهائي. يمكن أن ترتبط صفات السطح هذه ارتباطًا مباشرًا بالجماليات والخصائص الوظيفية لسطح اللوحة. يمكن أن يساعد الفهم الأفضل لنسيج السطح والمسامية في تحسين معالجة سطح اللوحة وقابلية التصنيع. هناك حاجة إلى قياس سطح كمي ودقيق وموثوق للوحة قرص العسل للتحكم في معلمات السطح لمتطلبات التطبيق والطلاء. تستخدم مستشعرات Nanovea 3D غير المتلامسة تقنية متحد البؤر لونية فريدة قادرة على قياس أسطح الألواح هذه بدقة.
هدف القياس
في هذه الدراسة، تم استخدام منصة Nanovea HS2000 المجهزة بمستشعر خطي عالي السرعة لقياس ومقارنة لوحين على شكل قرص العسل بتشطيبات سطحية مختلفة. نعرض النانوفيا مقياس عدم الاتصالقدرة الشركة على توفير قياسات ملفات تعريف ثلاثية الأبعاد سريعة ودقيقة وتحليل شامل ومتعمق للتشطيب السطحي.
النتائج والمناقشة
تم قياس سطح عينتين من ألواح أقراص العسل ذات التشطيبات السطحية المتنوعة ، العينة 1 والعينة 2. يظهر اللون الخاطئ والعرض ثلاثي الأبعاد لأسطح العينات 1 و 2 في الشكل 3 والشكل 4 ، على التوالي. تم حساب قيم الخشونة والتسطيح بواسطة برنامج تحليل متقدم وتمت مقارنتها في الجدول 1. تُظهر العينة 2 سطحًا مساميًا أكثر مقارنة بالعينة 1. ونتيجة لذلك ، تمتلك العينة 2 خشونة أعلى Sa تبلغ 14.7 ميكرومتر ، مقارنة بقيمة Sa 4.27 ميكرومتر للعينة 1.
تمت مقارنة الملامح ثنائية الأبعاد لأسطح لوحة قرص العسل في الشكل 5 ، مما يسمح للمستخدمين بإجراء مقارنة بصرية لتغير الارتفاع في مواقع مختلفة من سطح العينة. يمكننا أن نلاحظ أن العينة 1 لها اختلاف في الارتفاع يبلغ حوالي 25 ميكرومتر بين أعلى قمة وأقل موقع في الوادي. من ناحية أخرى ، يُظهر النموذج 2 العديد من المسام العميقة عبر ملف التعريف ثنائي الأبعاد. يتمتع برنامج التحليل المتقدم بالقدرة على تحديد موقع وقياس عمق ستة مسام عميقة نسبيًا تلقائيًا كما هو موضح في الجدول في الشكل 4. ب. العينة 2. يمتلك أعمق المسام بين الستة عمق أقصى يبلغ حوالي 90 ميكرومتر (الخطوة 4) .
لمزيد من التحقيق في حجم المسام وتوزيع العينة 2 ، تم إجراء تقييم المسامية ومناقشته في القسم التالي. يتم عرض طريقة العرض المقطعة في الشكل 5 ويتم تلخيص النتائج في الجدول 2. يمكننا ملاحظة أن المسام المميزة باللون الأزرق في الشكل 5 لها توزيع متجانس نسبيًا على سطح العينة. تشكل المساحة المسقطة للمسام 18.9% من سطح العينة بالكامل. حجم كل مم 2 من المسام الكلية ~ 0.06 مم. يبلغ متوسط عمق المسام 42.2 ميكرومتر ، وأقصى عمق 108.1 ميكرومتر.
خاتمة
في هذا التطبيق ، أظهرنا أن منصة Nanovea HS2000 المجهزة بمستشعر خط عالي السرعة هي أداة مثالية لتحليل ومقارنة تشطيب السطح لعينات ألواح قرص العسل بطريقة سريعة ودقيقة. تسمح عمليات المسح عالية الدقة لقياس الملامح المقترنة ببرنامج تحليل متقدم بإجراء تقييم شامل وكمي للتشطيبات السطحية لعينات ألواح قرص العسل.
تمثل البيانات الموضحة هنا جزءًا صغيرًا فقط من العمليات الحسابية المتوفرة في برنامج التحليل. تقيس مقاييس ملف تعريف نانوفيا أي سطح تقريبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات في أشباه الموصلات ، والإلكترونيات الدقيقة ، والطاقة الشمسية ، والألياف البصرية ، والسيارات ، والفضاء ، والمعادن ، والآلات ، والطلاءات ، والصناعات الدوائية ، والطب الحيوي ، والبيئة والعديد من الصناعات الأخرى.
الآن ، لنتحدث عن طلبك
قياس استرخاء الإجهاد باستخدام Nanoindentation
مقدمة
تتميز المواد اللزجة المرنة بخصائصها اللزجة والمرنة. تخضع هذه المواد لتقليل الضغط المعتمد على الوقت (الإجهاد "الاسترخاء") تحت ضغط مستمر ، مما يؤدي إلى خسارة كبيرة في قوة الاتصال الأولية. يعتمد استرخاء الإجهاد على نوع المادة والملمس ودرجة الحرارة والضغط الأولي والوقت. يعد فهم استرخاء الإجهاد أمرًا بالغ الأهمية في اختيار المواد المثلى التي تتمتع بالقوة والمرونة (الاسترخاء) المطلوبين لتطبيقات معينة.
أهمية قياس استرخاء الإجهاد
وفقًا لـ ASTM E328i ، "طرق الاختبار القياسية لاسترخاء الإجهاد للمواد والتركيبات" ، يتم تطبيق قوة خارجية مبدئيًا على مادة أو هيكل مع مسافة داخلية حتى تصل إلى أقصى قوة محددة مسبقًا. بمجرد الوصول إلى الحد الأقصى للقوة ، يتم تثبيت موضع المسافة البادئة عند هذا العمق. ثم يتم قياس التغيير في القوة الخارجية اللازمة للحفاظ على وضع indenter كدالة للوقت. تكمن الصعوبة في اختبار استرخاء الإجهاد في الحفاظ على ثبات العمق. مختبر نانوفيا الميكانيكي nanoindentation وحدة قياس استرخاء الإجهاد بدقة من خلال تطبيق حلقة مغلقة (تغذية راجعة) للتحكم في العمق باستخدام مشغل كهربائي بيزو. يتفاعل المشغل في الوقت الفعلي للحفاظ على ثبات العمق ، بينما يتم قياس التغيير في الحمل وتسجيله بواسطة مستشعر حمل شديد الحساسية. يمكن إجراء هذا الاختبار على جميع أنواع المواد تقريبًا دون الحاجة إلى متطلبات صارمة لأبعاد العينة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إجراء اختبارات متعددة على عينة مسطحة واحدة لضمان تكرار الاختبار
هدف القياس
في هذا التطبيق، تقوم وحدة التحسس النانوي الخاصة بجهاز اختبار Nanovea الميكانيكي بقياس سلوك تخفيف الضغط لعينة من الأكريليك والنحاس. نعرض أن النانوفيا اختبار ميكانيكي هي أداة مثالية لتقييم السلوك اللزج المرن المعتمد على الوقت للمواد البوليمرية والمعادن.
شروط الاختبار
تم قياس استرخاء الإجهاد لعينة من الأكريليك والنحاس بواسطة وحدة nanoindentation في Nanovea Mechanical Tester. تم تطبيق معدلات تحميل مختلفة للمسافة البادئة تتراوح من 1 إلى 10 ميكرومتر / دقيقة. تم قياس الاسترخاء على عمق ثابت بمجرد الوصول إلى الحد الأقصى للحمل المستهدف. تم تنفيذ فترة حجز مدتها 100 ثانية على عمق ثابت وتم تسجيل التغيير في الحمل مع مرور وقت الحجز. أجريت جميع الاختبارات في ظروف محيطة (درجة حرارة الغرفة 23 درجة مئوية) وتم تلخيص معلمات اختبار المسافة البادئة في الجدول 1.
النتائج والمناقشة
الشكل 2 يوضح تطور الإزاحة والحمل كدالة للوقت أثناء قياس استرخاء الإجهاد لعينة أكريليك ومعدل تحميل مسافة بادئة يبلغ 3 ميكرومتر / دقيقة كمثال. يمكن تقسيم هذا الاختبار بالكامل إلى ثلاث مراحل: التحميل والاسترخاء والتفريغ. أثناء مرحلة التحميل ، زاد العمق خطيًا مع زيادة الحمل تدريجيًا. بدأت مرحلة الاسترخاء بمجرد الوصول إلى الحد الأقصى للحمل. خلال هذه المرحلة ، تم الحفاظ على عمق ثابت لمدة 100 ثانية باستخدام ميزة التحكم في عمق حلقة التغذية الراجعة المغلقة للأداة ولوحظ أن الحمل انخفض بمرور الوقت. انتهى الاختبار بأكمله بمرحلة تفريغ لإزالة البادئة من عينة الأكريليك.
تم إجراء اختبارات المسافة البادئة الإضافية باستخدام نفس معدلات تحميل المسافة البادئة ولكن باستثناء فترة الاسترخاء (الزحف). تم الحصول على مؤامرات التحميل مقابل الإزاحة من هذه الاختبارات وتم دمجها في الرسوم البيانية في الشكل 3 لعينات الأكريليك والنحاس. نظرًا لانخفاض معدل تحميل indenter من 10 إلى 1 ميكرومتر / دقيقة ، تحول منحنى الحمل والإزاحة تدريجياً نحو أعماق اختراق أعلى لكل من الأكريليك والنحاس. تنتج هذه الزيادة المعتمدة على الوقت في الإجهاد عن تأثير الزحف اللزج المرن للمواد. يسمح معدل التحميل المنخفض للمادة المرنة اللزجة بالحصول على مزيد من الوقت للتفاعل مع الإجهاد الخارجي الذي تتعرض له والتشوه وفقًا لذلك ..
تم رسم تطور الحمل عند إجهاد ثابت باستخدام معدلات تحميل مختلفة المسافة البادئة في الشكل 4 لكلتا المادتين المختبرتين. انخفض الحمل بمعدل أعلى في المراحل الأولى من مرحلة الاسترخاء (فترة الانتظار 100 ثانية) من الاختبارات وتباطأ بمجرد وصول وقت الانتظار إلى ~ 50 ثانية. تُظهر المواد اللزجة المرنة ، مثل البوليمرات والمعادن ، معدل فقد أكبر للحمل عندما تتعرض لمعدلات تحميل أعلى مسافة بادئة. زاد معدل فقد الحمل أثناء الاسترخاء من 51.5 إلى 103.2 مليون نيوتن للأكريليك ، ومن 15.0 إلى 27.4 مليون نيوتن للنحاس ، على التوالي ، حيث زاد معدل تحميل المسافة البادئة من 1 إلى 10 ميكرومتر / دقيقة ، كما تم تلخيصه في الشكل 5.
كما هو مذكور في ASTM Standard E328ii ، فإن المشكلة الرئيسية التي تمت مواجهتها في اختبارات استرخاء الإجهاد هي عدم قدرة الأداة على الحفاظ على إجهاد / عمق ثابت. يوفر جهاز الفحص الميكانيكي Nanovea قياسات دقيقة وممتازة لاسترخاء الضغط نظرًا لقدرته على تطبيق التحكم في حلقة التغذية الراجعة المغلقة للعمق بين المشغل الكهربائي البيزو سريع المفعول ومستشعر عمق المكثف المستقل. أثناء مرحلة الاسترخاء ، يقوم المشغل الكهربائي بيزو بضبط المسافة البادئة للحفاظ على قيد العمق الثابت في الوقت الفعلي بينما يتم قياس التغيير في الحمل وتسجيله بواسطة مستشعر حمل عالي الدقة مستقل.
خاتمة
تم قياس استرخاء الإجهاد لعينة من الأكريليك والنحاس باستخدام وحدة nanoindentation لجهاز Nanovea الميكانيكي بمعدلات تحميل مختلفة. يتم الوصول إلى أقصى عمق أكبر عندما يتم إجراء المسافات البادئة بمعدلات تحميل منخفضة بسبب تأثير الزحف للمادة أثناء التحميل. يُظهر كل من عينة الأكريليك والنحاس سلوك استرخاء للضغط عندما يكون موضع indenter عند أقصى حمل مستهدف ثابتًا. لوحظت تغييرات أكبر في فقد الحمل أثناء مرحلة الاسترخاء للاختبارات ذات معدلات تحميل المسافة البادئة الأعلى.
يُظهر اختبار استرخاء الإجهاد الذي تم إنتاجه بواسطة جهاز اختبار Nanovea الميكانيكي قدرة الأدوات على تحديد وقياس سلوك اللزوجة المرتبط بالوقت للمواد المعدنية والبوليمر. يحتوي على وحدات Nano و Micro متعددة الوظائف لا مثيل لها على منصة واحدة. يمكن إقران وحدات التحكم في الرطوبة ودرجة الحرارة بهذه الأدوات لإمكانيات الاختبار البيئي المطبقة على مجموعة واسعة من الصناعات. تشتمل كل من وحدات Nano و Micro على اختبار الخدش واختبار الصلابة وأوضاع اختبار التآكل ، مما يوفر أوسع نطاق من إمكانات الاختبار الميكانيكي المتاحة في نظام واحد وأكثرها سهولة في الاستخدام.
الآن ، لنتحدث عن طلبك
فهم فشل الطلاء باستخدام اختبار الخدش
مقدمة:
تلعب هندسة سطح المواد دورًا مهمًا في مجموعة متنوعة من التطبيقات الوظيفية ، بدءًا من المظهر الزخرفي إلى حماية الركائز من التآكل والتآكل وأشكال الهجمات الأخرى. من العوامل المهمة والأساسية التي تحدد جودة وعمر الخدمة للطلاءات هي قوتها المتماسكة واللاصقة.
مسح ضوئي عالي السرعة مع قياس ملامح عدم الاتصال
مقدمة:
توفر قياسات سطح الإعداد السريعة والسهلة الوقت والجهد، كما أنها ضرورية لمراقبة الجودة والبحث والتطوير ومرافق الإنتاج. النانوفيا مقياس عدم الاتصال قادر على إجراء عمليات مسح سطحية ثلاثية الأبعاد وثنائية الأبعاد لقياس ميزات النطاق النانوي إلى الماكرو على أي سطح، مما يوفر إمكانية استخدام واسعة النطاق.
