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Categoría: Pruebas mecánicas

 

Deformación por fluencia de polímeros mediante nanoindentación

Deformación por fluencia de polímeros mediante nanoindentación

Más información

DEFORMACIÓN POR FLUENCIA

DE POLÍMEROS MEDIANTE NANOINDENTACIÓN

Preparado por

DUANJIE LI, Doctorado

INTRODUCCIÓN

Como materiales viscoelásticos, los polímeros suelen sufrir una deformación dependiente del tiempo bajo una determinada carga aplicada, también conocida como fluencia. La fluencia se convierte en un factor crítico cuando las piezas poliméricas se diseñan para estar expuestas a un esfuerzo continuo, como los componentes estructurales, las uniones y los accesorios, y los recipientes de presión hidrostática.

IMPORTANCIA DE LA MEDICIÓN DE LA FLUENCIA PARA POLÍMEROS

La naturaleza inherente de la viscoelasticidad juega un papel vital en el desempeño de los polímeros e influye directamente en la confiabilidad de su servicio. Las condiciones ambientales como la carga y la temperatura afectan el comportamiento de fluencia de los polímeros. Las fallas por fluencia ocurren a menudo debido a la falta de vigilancia del comportamiento de fluencia dependiente del tiempo de los materiales poliméricos utilizados en condiciones de servicio específicas. Como resultado, es importante desarrollar una prueba confiable y cuantitativa del comportamiento mecánico viscoelástico de los polímeros. El módulo Nano de la NANOVEA Probadores Mecánicos aplica la carga con un piezo de alta precisión y mide directamente la evolución de la fuerza y el desplazamiento in situ. La combinación de precisión y repetibilidad lo convierte en una herramienta ideal para la medición de fluencia.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, mostramos que
el comprobador mecánico NANOVEA PB1000
en Nanoindentación es una herramienta ideal
para estudiar las propiedades mecánicas viscoelásticas
incluyendo la dureza, el módulo de Young
y la fluencia de los materiales poliméricos.

NANOVEA

PB1000

nanoindentador y rayador Nanovea PB1000
CONDICIONES DE PRUEBA

Se ensayaron ocho muestras de polímeros diferentes mediante la técnica de nanoindentación utilizando el probador mecánico NANOVEA PB1000. A medida que la carga aumentaba linealmente de 0 a 40 mN, la profundidad aumentaba progresivamente durante la etapa de carga. La fluencia se midió entonces por el cambio de la profundidad de indentación a la carga máxima de 40 mN durante 30 s.

CARGA MÁXIMA 40 mN
TASA DE CARGA
80 mN/min
TASA DE DESCARGA 80 mN/min
TIEMPO DE CREPA
30 s

TIPO DE INDENTADOR

Berkovich

Diamante

*configuración del ensayo de nanoindentación

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la FIGURA 1 se muestra el gráfico de carga frente al desplazamiento de los ensayos de nanoindentación en diferentes muestras de polímeros y en la FIGURA 2 se comparan las curvas de fluencia. La dureza y el módulo de Young se resumen en la FIGURA 3, y la profundidad de fluencia se muestra en la FIGURA 4. Como ejemplos en la FIGURA 1, las porciones AB, BC y CD de la curva de carga-desplazamiento para la medición de nanoindentación representan los procesos de carga, fluencia y descarga, respectivamente.

El Delrin y el PVC presentan la mayor dureza, de 0,23 y 0,22 GPa, respectivamente, mientras que el PEBD posee la menor dureza, de 0,026 GPa, entre los polímeros probados. En general, los polímeros más duros muestran menores índices de fluencia. El PEBD más blando tiene la mayor profundidad de fluencia, de 798 nm, frente a los ~120 nm del Delrin.

Las propiedades de fluencia de los polímeros son fundamentales cuando se utilizan en piezas estructurales. Midiendo con precisión la dureza y la fluencia de los polímeros, se puede obtener una mejor comprensión de la fiabilidad de los polímeros en función del tiempo. La fluencia, cambio del desplazamiento a una carga dada, también puede medirse a diferentes temperaturas elevadas y humedad utilizando el Probador Mecánico NANOVEA PB1000, proporcionando una herramienta ideal para medir cuantitativamente y de forma fiable los comportamientos mecánicos viscoelásticos de los polímeros
en el entorno de aplicación realista simulado.

FIGURA 1: Los gráficos de carga frente al desplazamiento
de diferentes polímeros.

FIGURA 2: Arrastre a una carga máxima de 40 mN durante 30 s.

FIGURA 3: Dureza y módulo de Young de los polímeros.

FIGURA 4: Profundidad de fluencia de los polímeros.

CONCLUSIÓN

En este estudio, demostramos que el NANOVEA PB1000
El comprobador mecánico mide las propiedades mecánicas de diferentes polímeros, como la dureza, el módulo de Young y la fluencia. Estas propiedades mecánicas son esenciales para seleccionar el material polimérico adecuado para las aplicaciones previstas. El Derlin y el PVC presentan la mayor dureza, de 0,23 y 0,22 GPa, respectivamente, mientras que el LDPE posee la menor dureza, de 0,026 GPa, entre los polímeros probados. En general, los polímeros más duros presentan menores índices de fluencia. El PEBD más blando muestra la mayor profundidad de fluencia, de 798 nm, frente a los ~120 nm del Derlin.

Los comprobadores mecánicos NANOVEA ofrecen módulos Nano y Micro multifuncionales inigualables en una sola plataforma. Tanto el módulo Nano como el Micro incluyen modos de comprobación de arañazos, dureza y desgaste, proporcionando la gama de pruebas más salvaje y fácil de usar disponible en un solo sistema.

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Material multifásico mediante nanoindentación NANOVEA

Nanoindentación de metales multifase

Estudio metalúrgico de materiales multifásicos mediante nanoindentación

Más información

ESTUDIO METALÚRGICO
DE MATERIAL MULTIFÁSICO

UTILIZANDO LA NANOINDENTACIÓN

Preparado por

DUANJIE LI, Doctorado & ALEXIS CELESTIN

INTRODUCCIÓN

La metalurgia estudia el comportamiento físico y químico de los elementos metálicos, así como de sus compuestos intermetálicos y aleaciones. Los metales que se someten a procesos de trabajo, como la fundición, la forja, el laminado, la extrusión y el mecanizado, experimentan cambios en sus fases, microestructura y textura. Estos cambios dan lugar a diversas propiedades físicas, como la dureza, la resistencia, la tenacidad, la ductilidad y la resistencia al desgaste del material. La metalografía se aplica a menudo para conocer el mecanismo de formación de dichas fases, microestructura y textura específicas.

IMPORTANCIA DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS LOCALES PROPIEDADES MECÁNICAS LOCALES PARA EL DISEÑO DE MATERIALES

Los materiales avanzados suelen tener múltiples fases en una microestructura y textura especiales para lograr las propiedades mecánicas deseadas para las aplicaciones objetivo en la práctica industrial. Nanoindentación se aplica ampliamente para medir el comportamiento mecánico de los materiales a pequeña escala i ii. Sin embargo, seleccionar con precisión lugares específicos para la indentación en un área muy pequeña es un reto y requiere mucho tiempo. Para determinar las propiedades mecánicas de las distintas fases de un material con gran precisión y en el momento oportuno, se necesita un procedimiento de nanoindentación fiable y fácil de usar.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, medimos las propiedades mecánicas de una muestra metalúrgica multifásica utilizando el probador mecánico más potente: el NANOVEA PB1000.

Aquí mostramos la capacidad del PB1000 para realizar mediciones de nanoindentación en múltiples fases (granos) de una gran superficie de muestra con alta precisión y facilidad de uso utilizando nuestro Controlador de Posición Avanzado.

NANOVEA

PB1000

nanoindentador y rayador Nanovea PB1000
CONDICIONES DE PRUEBA

En este estudio, utilizamos una muestra metalúrgica con múltiples fases. La muestra había sido pulida hasta alcanzar un acabado superficial similar al de un espejo antes de los ensayos de indentación. Se han identificado cuatro fases en la muestra, a saber, FASE 1, FASE 2, FASE 3 y FASE 4, como se muestra a continuación.

El Advanced Stage Controller es una herramienta intuitiva de navegación de muestras que ajusta automáticamente la velocidad de movimiento de la muestra bajo el microscopio óptico en función de la posición del ratón. Cuanto más alejado esté el ratón del centro del campo de visión, más rápido se moverá la platina hacia la dirección del ratón. Esto proporciona un método fácil de usar para navegar por toda la superficie de la muestra y seleccionar la ubicación prevista para las pruebas mecánicas. Las coordenadas de las ubicaciones de las pruebas se guardan y se numeran, junto con sus configuraciones de prueba individuales, como las cargas, la velocidad de carga/descarga, el número de pruebas en un mapa, etc. Este procedimiento de prueba permite a los usuarios examinar una gran superficie de la muestra en busca de áreas específicas de interés para la indentación y realizar todas las pruebas de indentación en diferentes lugares de una sola vez, por lo que es una herramienta ideal para las pruebas mecánicas de muestras metalúrgicas con múltiples fases.

En este estudio, localizamos las fases específicas de la muestra bajo el microscopio óptico integrado en el NANOVEA Comprobador mecánico numerado en FIGURA 1. Se guardan las coordenadas de las ubicaciones seleccionadas y, a continuación, se realizan pruebas de nanoindentación automáticas de una sola vez en las condiciones de prueba que se resumen a continuación

FIGURA 1: SELECCIONAR LA UBICACIÓN DE LA NANOINDENTACIÓN EN LA SUPERFICIE DE LA MUESTRA.
RESULTADOS: NANOINDENTACIONES EN DIFERENTES FASES

A continuación se muestran las muescas en las diferentes fases de la muestra. Demostramos que el excelente control de la posición de la etapa de la muestra en el NANOVEA Probador Mecánico permite a los usuarios identificar con precisión la ubicación objetivo para las pruebas de propiedades mecánicas.

Las curvas de carga-desplazamiento representativas de las hendiduras se muestran en FIGURA 2y la dureza y el módulo de Young correspondientes calculados mediante el método de Oliver y Pharriii se resumen y comparan en FIGURA 3.


El FASES 1, 2, 3 y 4 poseen una dureza media de ~5,4, 19,6, 16,2 y 7,2 GPa, respectivamente. El tamaño relativamente pequeño para FASES 2 contribuye a su mayor desviación estándar de los valores de dureza y módulo de Young.

FIGURA 2: CURVAS CARGA-DESPLAZAMIENTO
DE LAS NANOINDENTACIONES

FIGURA 3: DUREZA Y MÓDULO DE YOUNG DE DIFERENTES FASES

CONCLUSIÓN

En este estudio, mostramos el Probador Mecánico NANOVEA realizando mediciones de nanoindentación en múltiples fases de una gran muestra metalúrgica utilizando el Controlador de Etapa Avanzado. El control preciso de la posición permite a los usuarios navegar fácilmente por una gran superficie de muestra y seleccionar directamente las áreas de interés para las mediciones de nanoindentación.

Las coordenadas de localización de todas las indentaciones se guardan y se realizan consecutivamente. Este procedimiento de ensayo hace que la medición de las propiedades mecánicas locales a pequeña escala, por ejemplo, la muestra de metal multifásica de este estudio, requiera mucho menos tiempo y sea más fácil de usar. Las FASES duras 2, 3 y 4 mejoran las propiedades mecánicas de la muestra, poseyendo una dureza media de ~19,6, 16,2 y 7,2 GPa, respectivamente, en comparación con los ~5,4 GPa de la FASE 1.

Los módulos Nano, Micro o Macro del instrumento incluyen todos los modos de indentación, rayado y desgaste que cumplen con las normas ISO y ASTM, proporcionando la más amplia y fácil gama de pruebas disponibles en un solo sistema. La gama inigualable de NANOVEA es una solución ideal para determinar toda la gama de propiedades mecánicas de revestimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros, incluyendo la dureza, el módulo de Young, la tenacidad a la fractura, la adhesión, la resistencia al desgaste y muchas otras.

i Oliver, W. C.; Pharr, G. M., Journal of Materials Research, Volume 19, Issue 1, Jan 2004, pp.3-20
ii Schuh, C.A., Materials Today, Volume 9, Issue 5, May 2006, pp. 32-40
iii Oliver, W. C.; Pharr, G. M., Journal of Materials Research, Volume 7, Issue 6, June 1992, pp.1564-1583

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Análisis Mecánico Dinámico (AMD) Barrido de frecuencias en polímeros

BARRIDO DE FRECUENCIA DMA

EN POLÍMEROS MEDIANTE NANOINDENTACIÓN

Preparado por

Duanjie Li, Doctor en Filosofía

INTRODUCCIÓN

IMPORTANCIA DEL ANÁLISIS MECÁNICO DINÁMICO PRUEBA DE BARRIDO DE FRECUENCIA

La frecuencia cambiante de la tensión a menudo conduce a variaciones en el módulo complejo, que es una propiedad mecánica crítica de los polímeros. Por ejemplo, los neumáticos están sujetos a grandes deformaciones cíclicas cuando los vehículos circulan por la carretera. La frecuencia de la presión y la deformación cambia a medida que el automóvil acelera a velocidades más altas. Un cambio de este tipo puede dar lugar a una variación de las propiedades viscoelásticas del neumático, que son factores importantes en el rendimiento del coche. Se necesita una prueba fiable y repetible del comportamiento viscoelástico de los polímeros a diferentes frecuencias. El módulo Nano de la NANOVEA Probador Mecánico genera una carga sinusoidal mediante un actuador piezoeléctrico de alta precisión y mide directamente la evolución de la fuerza y el desplazamiento utilizando una celda de carga ultrasensible y un condensador. La combinación de fácil configuración y alta precisión lo convierte en una herramienta ideal para el barrido de frecuencia del análisis mecánico dinámico.

Los materiales viscoelásticos presentan características tanto viscosas como elásticas cuando se deforman. Las largas cadenas moleculares de los materiales poliméricos contribuyen a sus propiedades viscoelásticas únicas, es decir, una combinación de las características de los sólidos elásticos y los fluidos newtonianos. La tensión, la temperatura, la frecuencia y otros factores influyen en las propiedades viscoelásticas. El análisis mecánico dinámico, también conocido como DMA, estudia el comportamiento viscoelástico y el módulo complejo del material aplicando una tensión sinusoidal y midiendo el cambio de la deformación.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, estudiamos las propiedades viscoelásticas de una muestra de neumático pulido a diferentes frecuencias de DMA utilizando el probador mecánico más potente, NANOVEA PB1000, en Nanoindentación modo.

NANOVEA

PB1000

nanoindentador y rayador Nanovea PB1000

CONDICIONES DE PRUEBA

FRECUENCIAS (Hz):

0.1, 1.5, 10, 20

TIEMPO DE FLUENCIA EN CADA FRECUENCIA

50 segundos

TENSIÓN DE OSCILACIÓN

0.1 V

TENSIÓN DE CARGA

1 V

tipo de penetrador

Esférico

Diamante | 100 μm

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El barrido de frecuencia del Análisis Mecánico Dinámico en la carga máxima permite una medición rápida y sencilla de las características viscoelásticas de la muestra a diferentes frecuencias de carga en un solo ensayo. El cambio de fase y las amplitudes de las ondas de carga y desplazamiento a diferentes frecuencias pueden utilizarse para calcular una variedad de propiedades viscoelásticas fundamentales del material, incluyendo Módulo de almacenamiento, Módulo de pérdida y Tan (δ) como se resume en los siguientes gráficos. 

Las frecuencias de 1, 5, 10 y 20 Hz en este estudio, corresponden a velocidades de unos 7, 33, 67 y 134 km por hora. A medida que la frecuencia de ensayo aumenta de 0,1 a 20 Hz, se observa que tanto el módulo de almacenamiento como el módulo de pérdida aumentan progresivamente. Tan (δ) disminuye de ~0,27 a 0,18 a medida que la frecuencia aumenta de 0,1 a 1 Hz, y luego aumenta gradualmente hasta ~0,55 cuando se alcanza la frecuencia de 20 Hz. El barrido de frecuencia de DMA permite medir las tendencias del módulo de almacenamiento, el módulo de pérdida y Tan (δ), que proporcionan información sobre el movimiento de los monómeros y la reticulación, así como la transición vítrea de los polímeros. Al elevar la temperatura mediante una placa calefactora durante el barrido de frecuencia, se puede obtener una imagen más completa de la naturaleza del movimiento molecular en diferentes condiciones de ensayo.

EVOLUCIÓN DE LA CARGA Y LA PROFUNDIDAD

DEL BARRIDO DE FRECUENCIA DMA COMPLETO

CARGA Y PROFUNDIDAD vs. TIEMPO A DIFERENTES FRECUENCIAS

MÓDULO DE ALMACENAMIENTO

A DIFERENTES FRECUENCIAS

MÓDULO DE PÉRDIDA

A DIFERENTES FRECUENCIAS

TAN (δ)

A DIFERENTES FRECUENCIAS

CONCLUSIÓN

En este estudio, mostramos la capacidad del Probador Mecánico NANOVEA para realizar el ensayo de barrido de frecuencia del Análisis Mecánico Dinámico en una muestra de neumático. Esta prueba mide las propiedades viscoelásticas del neumático a diferentes frecuencias de tensión. El neumático muestra un aumento del módulo de almacenamiento y de pérdida a medida que la frecuencia de carga aumenta de 0,1 a 20 Hz. Proporciona información útil sobre los comportamientos viscoelásticos del neumático funcionando a diferentes velocidades, lo que es esencial para mejorar el rendimiento de los neumáticos para conseguir una conducción más suave y segura. El ensayo de barrido de frecuencia DMA puede realizarse a varias temperaturas para imitar el entorno de trabajo realista del neumático bajo diferentes condiciones meteorológicas.

En el Nano Módulo del Comprobador Mecánico NANOVEA, la aplicación de la carga con el piezoeléctrico rápido es independiente de la medición de la carga realizada por una banda extensométrica de alta sensibilidad separada. Esto supone una clara ventaja durante el Análisis Mecánico Dinámico, ya que la fase entre la profundidad y la carga se mide directamente a partir de los datos recogidos del sensor. El cálculo de la fase es directo y no necesita de modelos matemáticos que añadan inexactitud al módulo de pérdida y almacenamiento resultante. Este no es el caso de un sistema basado en bobinas.

En conclusión, el DMA mide el módulo de pérdida y almacenamiento, el módulo complejo y Tan (δ) en función de la profundidad de contacto, el tiempo y la frecuencia. La etapa de calentamiento opcional permite determinar la temperatura de transición de fase de los materiales durante el DMA. Los comprobadores mecánicos NANOVEA proporcionan módulos Nano y Micro multifuncionales inigualables en una sola plataforma. Tanto el módulo Nano como el Micro incluyen modos de comprobación de arañazos, dureza y desgaste, proporcionando la más amplia y fácil gama de pruebas disponible en un solo módulo.

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Micropartículas: Resistencia a la compresión y microindentación

MICROPARTÍCULAS

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y MICRO INDENTACIÓN
MEDIANTE EL ANÁLISIS DE LAS SALES

El autor:
Jorge Ramírez

Revisado por:
Jocelyn Esparza

INTRODUCCIÓN

La resistencia a la compresión se ha convertido en algo vital para la medición del control de calidad en el desarrollo y la mejora de las micropartículas nuevas y existentes y de las microcaracterísticas (pilares y esferas) que se ven hoy en día. Las micropartículas tienen diversas formas y tamaños y pueden desarrollarse a partir de cerámica, vidrio, polímeros y metales. Sus usos incluyen la administración de fármacos, la mejora del sabor de los alimentos y las formulaciones de hormigón, entre muchos otros. El control de las propiedades mecánicas de las micropartículas o las microfiguras es fundamental para su éxito y requiere la capacidad de caracterizar cuantitativamente su integridad mecánica  

IMPORTANCIA DE LA PROFUNDIDAD FRENTE A LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LA CARGA

Los instrumentos estándar de medición de la compresión no son capaces de soportar cargas bajas y no proporcionan datos de profundidad de las micropartículas. Mediante el uso de Nano o Microindentaciónla resistencia a la compresión de las nanopartículas o micropartículas (blandas o duras) puede medirse con exactitud y precisión.  

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta nota de aplicación medimos  la resistencia a la compresión de la sal con el Comprobador mecánico NANOVEA en modo de micro indentación.

NANOVEA

CB500

CONDICIONES DE PRUEBA

fuerza máxima

30 N

tasa de carga

60 N/min

tasa de descarga

60 N/min

tipo de penetrador

Punzón plano

Acero | 1mm de diámetro

Curvas de carga en función de la profundidad

Resultados y debate

Altura, fuerza de rotura y resistencia para la partícula 1 y la partícula 2

El fallo de la partícula se determinó como el punto en el que la pendiente inicial de la curva de fuerza frente a la profundidad comenzó a disminuir notablemente, lo que indica que el material ha alcanzado un punto de fluencia y ya no es capaz de resistir las fuerzas de compresión aplicadas. Una vez superado el punto de fluencia, la profundidad de indentación comienza a aumentar exponencialmente durante el periodo de carga. Estos comportamientos pueden verse en Curvas de carga en función de la profundidad para ambas muestras.

CONCLUSIÓN

En conclusión, hemos mostrado cómo el NANOVEA Probador Mecánico en modo de microindentación es una gran herramienta para las pruebas de resistencia a la compresión de las micropartículas. Aunque las partículas ensayadas están hechas del mismo material, se sospecha que los diferentes puntos de fallo medidos en este estudio se debieron probablemente a microfisuras preexistentes en las partículas y a los diferentes tamaños de las mismas. Cabe señalar que, en el caso de los materiales frágiles, existen sensores de emisión acústica para medir el inicio de la propagación de la grieta durante un ensayo.


El NANOVEA Probador Mecánico ofrece resoluciones de desplazamiento en profundidad hasta el nivel sub nanométrico,
lo que la convierte en una gran herramienta para el estudio de micropartículas o rasgos muy frágiles. Para las micropartículas blandas y frágiles
materiales, las cargas de hasta 0,1mN son posibles con nuestro módulo de nano indentación

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Cerámica: Mapeo rápido por nanoindentación para la detección de granos



INTRODUCCIÓN

 

Nanoindentación se ha convertido en una técnica ampliamente aplicada para medir el comportamiento mecánico de materiales a pequeña escala.i ii. Las curvas de carga-desplazamiento de alta resolución de una medición de nanoindentación pueden proporcionar una variedad de propiedades físico-mecánicas, incluida la dureza, el módulo de Young, la fluencia, la tenacidad a la fractura y muchas otras.

 

 

Importancia de la indentación rápida del mapa

 

Un obstáculo importante para la popularización de la técnica de nanoindentación es el consumo de tiempo. Un mapeo de propiedades mecánicas mediante el procedimiento convencional de nanoindentación puede llevar fácilmente horas, lo que dificulta la aplicación de la técnica en industrias de producción en masa, como la de semiconductores, la aeroespacial, la de MEMS, la de productos de consumo como las baldosas cerámicas y muchas otras.

El mapeo rápido puede resultar esencial en la industria de fabricación de baldosas cerámicas. Los mapeos de los módulos de dureza y de Young en una sola baldosa cerámica pueden presentar una distribución de datos que indica cuán homogénea es la superficie. Las regiones más suaves en un mosaico se pueden delinear en este mapeo y mostrar ubicaciones más propensas a fallar debido a impactos físicos que ocurren día a día en la residencia de alguien. Se pueden realizar mapeos en diferentes tipos de baldosas para estudios comparativos y en un lote de baldosas similares para medir la consistencia de las baldosas en procesos de control de calidad. La combinación de configuraciones de mediciones puede ser extensa, además de precisa y eficiente con el método de mapeo rápido.

 

OBJETIVO DE MEDICIÓN

 

En este estudio, el Nanovea Probador Mecánico, en modo FastMap se utiliza para mapear las propiedades mecánicas de una losa a altas velocidades. Mostramos la capacidad del Nanovea Mechanical Tester para realizar dos mapeos rápidos de nanoindentación con alta precisión y reproducibilidad.

 

Condiciones de la prueba

 

El probador mecánico Nanovea se utilizó para realizar una serie de nanoindentaciones con el modo FastMap en una baldosa de suelo utilizando un indentador Berkovich. Los parámetros de la prueba se resumen a continuación para las dos matrices de indentación creadas.

 

Cuadro 1: Resumen de los parámetros de la prueba.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 

 

Figura 1: Vista en 2D y 3D de la cartografía de la dureza por indentación 625.

 

 

 

Figura 2: Micrografía de la matriz de 625 indentados mostrando el grano.

 

 

Se realizó una matriz de 625 indentados en una2 zona con un gran grano visible presente. Este grano (Figura 2) tenía una dureza media inferior a la de toda la superficie de la baldosa. El software Nanovea Mechanical permite al usuario ver el mapa de distribución de la dureza en modo 2D y 3D, que se representa en la Figura 1. Utilizando el control de posición de alta precisión de la etapa de la muestra, el software permite a los usuarios apuntar a áreas como estas para el mapeo de las propiedades mecánicas en profundidad.

Figura 3: Vista en 2D y 3D de la cartografía de dureza de 1600.

 

 

Figura 4: Micrografía de la matriz de 1600 indicios.

 

 

También se creó una matriz de 1600 muescas en la misma baldosa para medir la homogeneidad de la superficie. También en este caso el usuario tiene la posibilidad de ver la distribución de la dureza en modo 3D o 2D (Figura 3), así como la imagen de microscopio de la superficie indentada. Basándose en la distribución de dureza presentada, se puede concluir que el material es poroso debido a la dispersión uniforme de los puntos de datos de dureza alta y baja.

En comparación con los procedimientos de nanoindentación convencionales, el modo FastMap en este estudio requiere mucho menos tiempo y es más rentable. Permite un mapeo cuantitativo rápido de propiedades mecánicas, incluida la dureza y el módulo de Young, y proporciona una solución para la detección de granos y la consistencia del material, lo cual es fundamental para el control de calidad de una variedad de materiales en la producción en masa.

 

 

CONCLUSIÓN

 

En este estudio, mostramos la capacidad del Nanovea Mechanical Tester para realizar mapas de nanoindentación rápidos y precisos utilizando el modo FastMap. Los mapas de propiedades mecánicas en la baldosa cerámica utilizan el control de posición (con una precisión de 0,2 µm) de las etapas y la sensibilidad del módulo de fuerza para detectar los granos superficiales y medir la homogeneidad de una superficie a gran velocidad.

Los parámetros de ensayo utilizados en este estudio se determinaron en función del tamaño de la matriz y del material de la muestra. Se puede elegir una variedad de parámetros de prueba para optimizar el tiempo total del ciclo de indentación a 3 segundos por indentación (o 30 segundos por cada 10 indentaciones).

Todos los módulos Nano y Micro del probador mecánico Nanovea incluyen modos de prueba de indentación, rayado y desgaste que cumplen con ISO y ASTM, lo que proporciona la gama de pruebas más amplia y fácil de usar disponible en un solo sistema. La incomparable gama de Nanovea es una solución ideal para determinar la gama completa de propiedades mecánicas de recubrimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros, incluida la dureza, el módulo de Young, la tenacidad a la fractura, la adhesión, la resistencia al desgaste y muchas otras.

Además, se dispone de un perfilador 3D sin contacto y un módulo AFM opcionales para obtener imágenes 3D de alta resolución de la indentación, el rayado y la huella de desgaste, además de otras mediciones de superficie como la rugosidad.

 

Autor: Duanjie Li, PhD Revisado por Pierre Leroux y Jocelyn Esparza

Mejore los procedimientos de minería con la microindentación

INVESTIGACIÓN Y CONTROL DE CALIDAD DE LA MICROINDENTACIÓN

La mecánica de las rocas es el estudio del comportamiento mecánico de las masas rocosas y se aplica en las industrias de la minería, la perforación, la producción de yacimientos y la construcción civil. La instrumentación avanzada con medición precisa de las propiedades mecánicas permite mejorar las piezas y los procedimientos en estas industrias. El éxito de los procedimientos de control de calidad está garantizado por la comprensión de la mecánica de las rocas a microescala.

Microindentación es una herramienta crucial para los estudios relacionados con la mecánica de rocas. Estas técnicas hacen avanzar las técnicas de excavación al proporcionar una mayor comprensión de las propiedades de la masa rocosa. La microindentación se utiliza para mejorar las cabezas de perforación, lo que mejora los procedimientos de minería. La microindentación se ha utilizado para estudiar la formación de tiza y polvo a partir de minerales. Los estudios de microindentación pueden incluir dureza, módulo de Young, fluencia, tensión-deformación, tenacidad a la fractura y compresión con un solo instrumento.
 
 

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación la Nanovea probador mecánico Mide la dureza Vickers (Hv), el módulo de Young y la tenacidad a la fractura de una muestra de roca mineral. La roca está formada por biotita, feldespato y cuarzo, que forman el compuesto de granito estándar. Cada uno se prueba por separado.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Esta sección incluye una tabla resumen que compara los principales resultados numéricos de las diferentes muestras, seguida de los listados de resultados completos, que incluyen cada indentación realizada, acompañados de micrografías de la indentación, cuando están disponibles. Estos resultados completos presentan los valores medidos de dureza y módulo de Young como la profundidad de penetración (Δd) con sus medias y desviaciones estándar. Hay que tener en cuenta que pueden producirse grandes variaciones en los resultados en el caso de que la rugosidad de la superficie esté en el mismo rango de tamaño que la indentación.


Tabla resumen de los principales resultados numéricos para la dureza y la resistencia a la fractura

 

CONCLUSIÓN

El probador mecánico Nanovea demuestra la reproducibilidad y los resultados precisos de la indentación en la superficie dura de la roca mineral. La dureza y el módulo de Young de cada material que forma el granito se midieron directamente a partir de las curvas de profundidad frente a la carga. La superficie rugosa supuso la realización de pruebas con cargas más elevadas que podrían haber provocado microfisuras. La microfisuración explicaría algunas de las variaciones observadas en las mediciones. Las grietas no eran perceptibles a través de la observación estándar por microscopía debido a la superficie rugosa de la muestra. Por lo tanto, no es posible calcular las cifras tradicionales de resistencia a la fractura que requieren mediciones de la longitud de las grietas. En su lugar, utilizamos el sistema para detectar la iniciación de grietas a través de las dislocaciones en las curvas de profundidad frente a la carga mientras se incrementan las cargas.

Las cargas umbrales de fractura se registraron en las cargas en las que se produjeron los fallos. A diferencia de los ensayos tradicionales de resistencia a la fractura, que se limitan a medir la longitud de la grieta, se obtiene una carga en la que comienza la fractura umbral. Además, el entorno controlado y estrechamente vigilado permite la medición de la dureza para utilizarla como valor cuantitativo para comparar una variedad de muestras.

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Evaluación de la dureza de los tejidos biológicos mediante nanoindentación

Importancia de la nanoindentación de tejidos biológicos

Los ensayos mecánicos tradicionales (dureza, adhesión, compresión, punción, límite elástico, etc.) requieren una mayor precisión y fiabilidad en los entornos de control de calidad actuales, con una amplia gama de materiales avanzados, desde tejidos hasta materiales frágiles. La instrumentación mecánica tradicional no proporciona el control de carga sensible y la resolución requerida para los materiales avanzados. Los retos asociados a los biomateriales exigen el desarrollo de ensayos mecánicos capaces de controlar con precisión la carga en materiales extremadamente blandos. Estos materiales requieren cargas de ensayo muy bajas por debajo de los mN con un gran rango de profundidad para garantizar una medición adecuada de las propiedades. Además, se pueden realizar muchos tipos de ensayos mecánicos diferentes en un solo sistema, lo que permite una mayor funcionalidad. Esto permite realizar una serie de mediciones importantes en biomateriales, como la dureza, el módulo elástico, el módulo de pérdida y de almacenamiento y la fluencia, además de la resistencia al rayado y los puntos de fallo del límite elástico.

 

Objetivo de medición

En esta aplicación se utiliza el probador mecánico de Nanovea en modo de nanoindentación para estudiar la dureza y el módulo elástico de 3 áreas separadas de un sustituto de biomaterial en las regiones de grasa, carne clara y carne oscura del prosciutto.

La nanoindentación se basa en las normas de indentación instrumentada ASTM E2546 e ISO 14577. Utiliza métodos establecidos en los que una punta de indentación de geometría conocida se introduce en un lugar específico del material de prueba con una carga normal creciente y controlada. Cuando se alcanza una profundidad máxima preestablecida, la carga normal se reduce hasta que se produce una relajación completa. La carga se aplica mediante un actuador piezoeléctrico y se mide en un bucle controlado con una célula de carga de alta sensibilidad. Durante los experimentos, la posición del penetrador con respecto a la superficie de la muestra se controla con un sensor capacitivo de alta precisión. Las curvas de carga y desplazamiento resultantes proporcionan datos específicos de la naturaleza mecánica del material ensayado. Los modelos establecidos calculan los valores cuantitativos de dureza y módulo con los datos medidos. La nanoindentación es adecuada para las mediciones de baja carga y profundidad de penetración en escalas nanométricas.

Resultados y discusión

Estas tablas presentan los valores medidos de dureza y módulo de Young con medias y desviaciones estándar. Una alta rugosidad de la superficie puede causar grandes variaciones en los resultados debido al pequeño tamaño de la indentación.

La zona de grasa tenía aproximadamente la mitad de dureza que las zonas de carne. El tratamiento de la carne hizo que la zona de carne más oscura fuera más dura que la zona de carne clara. El módulo elástico y la dureza están en relación directa con la sensación en boca de las zonas de grasa y carne. La grasa y la zona de la carne clara tienen una fluencia que continúa a un ritmo mayor que la carne oscura después de 60 segundos.

Resultados detallados - Grasa

Resultados detallados - Carne ligera

Resultados detallados - Carne oscura

Conclusión:

En esta aplicación, Nanovea probador mecánico en el modo de nanoindentación determinó de manera confiable las propiedades mecánicas de las áreas de grasa y carne, al tiempo que superó la alta rugosidad de la superficie de la muestra. Esto demostró la amplia e inigualable capacidad del probador mecánico de Nanovea. El sistema proporciona simultáneamente mediciones precisas de propiedades mecánicas en materiales extremadamente duros y tejidos biológicos blandos.

La célula de carga en control de bucle cerrado con la mesa piezoeléctrica garantiza una medición precisa de materiales de gel duros o blandos de 1 a 5kPa. Utilizando el mismo sistema, es posible ensayar biomateriales con cargas superiores de hasta 400N. Se puede utilizar la carga multiciclo para las pruebas de fatiga y se puede obtener información sobre el límite elástico en cada zona utilizando una punta de diamante cilíndrica plana. Además, con el Análisis Mecánico Dinámico (AMD), se pueden evaluar con gran precisión las propiedades viscoelásticas, la pérdida y los módulos de almacenamiento, utilizando el control de carga de bucle cerrado. También se pueden realizar pruebas a distintas temperaturas y bajo líquidos en el mismo sistema.

El probador mecánico de Nanovea sigue siendo la herramienta superior para aplicaciones biológicas y de polímeros/geles blandos.

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Evaluación del desgaste y el rayado del alambre de cobre con tratamiento superficial

Importancia de la evaluación del desgaste y los arañazos en el alambre de cobre

El cobre tiene una larga historia de uso en el cableado eléctrico desde la invención del electroimán y el telégrafo. Los cables de cobre se aplican en una amplia gama de equipos electrónicos como paneles, contadores, ordenadores, máquinas comerciales y electrodomésticos gracias a su resistencia a la corrosión, su soldabilidad y su rendimiento a temperaturas elevadas de hasta 150°C. Aproximadamente la mitad de todo el cobre extraído se utiliza para la fabricación de alambres y cables eléctricos.

La calidad de la superficie del alambre de cobre es fundamental para el rendimiento y la vida útil de la aplicación. Los microdefectos en los alambres pueden provocar un desgaste excesivo, el inicio y la propagación de grietas, una disminución de la conductividad y una soldabilidad inadecuada. Un tratamiento adecuado de la superficie de los alambres de cobre elimina los defectos superficiales generados durante el trefilado, mejorando la resistencia a la corrosión, los arañazos y el desgaste. Muchas aplicaciones aeroespaciales con alambres de cobre requieren un comportamiento controlado para evitar fallos inesperados del equipo. Se necesitan mediciones cuantificables y fiables para evaluar adecuadamente la resistencia al desgaste y al rayado de la superficie del alambre de cobre.

 
 

 

Objetivo de medición

En esta aplicación simulamos un proceso de desgaste controlado de diferentes tratamientos superficiales de alambre de cobre. Prueba del rasguño Mide la carga requerida para causar falla en la capa superficial tratada. Este estudio muestra la Nanovea Tribómetro y Probador Mecánico como herramientas ideales para la evaluación y control de calidad de cables eléctricos.

 

 

Procedimiento de prueba y procedimientos

El tribómetro Nanovea evaluó el coeficiente de fricción (COF) y la resistencia al desgaste de dos tratamientos superficiales diferentes en alambres de cobre (alambre A y alambre B) utilizando un módulo de desgaste alternativo lineal. El contramaterial utilizado en esta aplicación es una bola de Al₂O₃ (6 mm de diámetro). La pista de desgaste se examinó utilizando Nanovea. Perfilómetro 3D sin contacto. Los parámetros de prueba se resumen en la Tabla 1.

En este estudio se utilizó como ejemplo una bola lisa de Al₂O₃ como contramaterial. Cualquier material sólido con diferente forma y acabado superficial puede aplicarse utilizando un accesorio personalizado para simular la situación de aplicación real.

 

 

El probador mecánico de Nanovea, equipado con un palpador de diamante Rockwell C (100 μm de radio), realizó ensayos de rayado con carga progresiva en los hilos recubiertos utilizando el modo de micro rayado. Los parámetros del ensayo de rayado y la geometría de la punta se muestran en la Tabla 2.
 

 

 

 

Resultados y discusión

Desgaste del cable de cobre:

La figura 2 muestra la evolución del COF de los hilos de cobre durante las pruebas de desgaste. El alambre A muestra un COF estable de ~0,4 durante toda la prueba de desgaste, mientras que el alambre B presenta un COF de ~0,35 en las primeras 100 revoluciones y aumenta progresivamente hasta ~0,4.

 

La figura 3 compara las huellas de desgaste de los hilos de cobre tras las pruebas. El perfilómetro 3D sin contacto de Nanovea ofreció un análisis superior de la morfología detallada de las huellas de desgaste. Permite determinar de forma directa y precisa el volumen de las huellas de desgaste, proporcionando una comprensión fundamental del mecanismo de desgaste. La superficie del alambre B presenta daños significativos en las huellas de desgaste tras una prueba de desgaste de 600 revoluciones. La vista 3D del perfilómetro muestra la capa tratada de la superficie del alambre B eliminada por completo, lo que aceleró sustancialmente el proceso de desgaste. Esto ha dejado una huella de desgaste aplanada en el alambre B donde el sustrato de cobre está expuesto. Esto puede acortar considerablemente la vida útil de los equipos eléctricos en los que se utiliza el cable B. En comparación, el alambre A presenta un desgaste relativamente leve que se manifiesta en una huella de desgaste poco profunda en la superficie. La capa tratada en la superficie del cable A no se eliminó como la del cable B en las mismas condiciones.

Resistencia al rayado de la superficie del cable de cobre:

La figura 4 muestra las huellas de arañazos en los cables después de las pruebas. La capa protectora del cable A muestra una muy buena resistencia al rayado. En comparación, la capa protectora del alambre B falló con una carga de ~1,0 N. Una diferencia tan significativa en la resistencia al rayado de estos alambres contribuye a su rendimiento al desgaste, donde el alambre A posee una resistencia al desgaste sustancialmente mayor. La evolución de la fuerza normal, el COF y la profundidad durante las pruebas de rayado que se muestran en la Fig. 5 proporciona más información sobre el fallo del revestimiento durante las pruebas.

Conclusión:

En este estudio controlado mostramos el tribómetro de Nanovea, que realiza una evaluación cuantitativa de la resistencia al desgaste de los alambres de cobre tratados superficialmente, y el comprobador mecánico de Nanovea, que proporciona una evaluación fiable de la resistencia al rayado de los alambres de cobre. El tratamiento superficial del alambre desempeña un papel fundamental en las propiedades tribo-mecánicas durante su vida útil. El tratamiento adecuado de la superficie del cable A mejoró significativamente la resistencia al desgaste y a los arañazos, lo que es fundamental para el rendimiento y la vida útil de los cables eléctricos en entornos difíciles.

El tribómetro de Nanovea ofrece pruebas precisas y repetibles de desgaste y fricción mediante modos rotativos y lineales conformes con las normas ISO y ASTM, con módulos opcionales de desgaste a alta temperatura, lubricación y tribo-corrosión disponibles en un sistema preintegrado. La incomparable gama de Nanovea es una solución ideal para determinar toda la gama de propiedades tribológicas de revestimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros.

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Resistencia a la fluencia y a la tracción del acero y del aluminio

Importancia de la medición del límite elástico y de la resistencia a la tracción por indentación

Tradicionalmente, el límite elástico y la resistencia final a la tracción se han ensayado utilizando una gran máquina de ensayos de tracción que requiere una enorme fuerza para separar las muestras de ensayo. Es costoso y requiere mucho tiempo mecanizar adecuadamente muchos cupones de ensayo para un material en el que cada muestra sólo puede ensayarse una vez. Los pequeños defectos en la muestra crean una variación notable en los resultados de las pruebas. Las diferentes configuraciones y alineaciones de las máquinas de ensayo de tracción existentes en el mercado suelen dar lugar a variaciones sustanciales en la mecánica y los resultados de los ensayos.

El innovador método de indentación de Nanovea proporciona directamente valores de límite elástico y resistencia a la tracción final comparables a los valores medidos mediante ensayos de tracción convencionales. Esta medición abre un nuevo campo de posibilidades de ensayo para todas las industrias. La sencilla configuración experimental reduce significativamente el tiempo y el coste de la preparación de la muestra en comparación con la compleja forma de cupón necesaria para los ensayos de tracción. Es posible realizar múltiples mediciones en una sola muestra con un tamaño de indentación pequeño. Evita la influencia de los defectos observados en los cupones de ensayo de tracción creados durante el mecanizado de la muestra. Las mediciones de YS y UTS en muestras pequeñas en un área localizada permiten el mapeo y la detección de defectos locales en tuberías o estructuras de automóviles.
 
 

Objetivo de medición

En esta aplicación, el Nanovea Probador Mecánico Mide el límite elástico y la resistencia máxima a la tracción de muestras de aleaciones metálicas de acero inoxidable SS304 y aluminio Al6061. Las muestras fueron elegidas por sus valores comúnmente reconocidos de límite elástico y resistencia a la tracción máxima que muestran la confiabilidad de los métodos de indentación de Nanovea.

Procedimiento de prueba y procedimientos

Las pruebas de límite elástico y resistencia a la tracción se realizaron en el Nanovea Mechanical Tester en el Microindentación modo. Para esta aplicación se utilizó una punta de diamante plana cilíndrica de 200 μm de diámetro. Se seleccionaron las aleaciones SS304 y Al6061 por su amplia aplicación industrial y sus valores comúnmente reconocidos de límite elástico y resistencia última a la tracción, con el fin de mostrar el gran potencial y fiabilidad del método de indentación. Las muestras se pulieron mecánicamente hasta conseguir un acabado de espejo antes de realizar las pruebas para evitar que la rugosidad de la superficie o los defectos influyeran en los resultados de las pruebas. Las condiciones de ensayo se enumeran en la Tabla 1. Se realizaron más de diez ensayos con cada muestra para garantizar la repetibilidad de los valores de ensayo.

Resultados y discusión

Las curvas de carga y desplazamiento de las muestras de aleación SS304 y Al6061 se muestran en la Figura 3 con las huellas de los penetradores planos en las muestras de ensayo. El análisis de la curva de carga en forma de "S" mediante algoritmos especiales desarrollados por Nanovea calcula el límite elástico y la resistencia a la tracción final. Los valores son calculados automáticamente por el software como se resume en la Tabla 1. Los valores de límite elástico y resistencia a la tracción final obtenidos mediante ensayos de tracción convencionales se enumeran para su comparación.

 

Conclusión:

En este estudio, mostramos la capacidad de Nanovea Mechanical Tester para evaluar el límite elástico y la resistencia máxima a la tracción de muestras de láminas de acero inoxidable y aleaciones de aluminio. La sencilla configuración experimental reduce significativamente el tiempo y el coste de preparación de muestras necesarios para las pruebas de tracción. El pequeño tamaño de la sangría permite realizar múltiples mediciones en una sola muestra. Este método permite mediciones YS/UTS en muestras pequeñas y áreas localizadas, proporcionando una solución para el mapeo YS/UTS y la detección de defectos locales en tuberías o estructuras de automóviles.

Todos los módulos Nano, Micro o Macro del probador mecánico Nanovea incluyen modos de prueba de desgaste, rayado y sangría que cumplen con ISO y ASTM, lo que proporciona la gama de pruebas más amplia y fácil de usar disponible en un solo sistema. La incomparable gama de Nanovea es una solución ideal para determinar la gama completa de propiedades mecánicas de recubrimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros, incluida la dureza, el módulo de Young, la tenacidad a la fractura, la adhesión, la resistencia al desgaste y muchas otras. Además, el perfilador 3D sin contacto y el módulo AFM opcionales están disponibles para obtener imágenes 3D de alta resolución de hendiduras, rayones y huellas de desgaste, además de otras mediciones de superficies como la rugosidad.

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Evaluación de la dureza de los dientes mediante nanoindentación

Importancia de la nanoindentación para los materiales biológicos

 
Con muchos ensayos mecánicos tradicionales (dureza, adherencia, compresión, punción, límite elástico, etc.), los entornos actuales de control de calidad con materiales sensibles avanzados, desde geles hasta materiales quebradizos, requieren ahora un control de mayor precisión y fiabilidad. La instrumentación mecánica tradicional no proporciona el control de carga sensible y la resolución requerida; está diseñada para utilizarse con materiales a granel. A medida que aumentaba el interés por el tamaño del material sometido a ensayo, surgió el desarrollo de Nanoindentación han proporcionado un método fiable para obtener información mecánica esencial en superficies más pequeñas, como la investigación que se realiza con biomateriales. Los retos específicamente asociados a los biomateriales han exigido el desarrollo de ensayos mecánicos capaces de controlar con precisión la carga en materiales extremadamente blandos a quebradizos. Además, se necesitan varios instrumentos para realizar diversas pruebas mecánicas que ahora pueden realizarse en un único sistema. La nanoindentación ofrece una amplia gama de mediciones con una resolución precisa en cargas nanocontroladas para aplicaciones sensibles.

 

 

Objetivo de medición

En esta aplicación, el Nanovea Probador Mecánico, en modo Nanoindentación, se utiliza para estudiar la dureza y el módulo elástico de la dentina, la caries y la pulpa de un diente. El aspecto más crítico de las pruebas de nanoindentación es asegurar la muestra; aquí tomamos un diente cortado y lo montamos con epoxi dejando las tres áreas de interés expuestas para la prueba.

 

 

Resultados y discusión

Esta sección incluye una tabla resumen que compara los principales resultados numéricos de las diferentes muestras, seguida de los listados de resultados completos, que incluyen cada indentación realizada, acompañados de micrografías de la indentación, cuando están disponibles. Estos resultados completos presentan los valores medidos de dureza y módulo de Young como la profundidad de penetración con sus medias y desviaciones estándar. Hay que tener en cuenta que pueden producirse grandes variaciones en los resultados en el caso de que la rugosidad de la superficie esté en el mismo rango de tamaño que la indentación.

Tabla resumen de los principales resultados numéricos:

 

 

Conclusión:

En conclusión, hemos mostrado cómo el Nanovea Mechanical Tester, en modo de nanoindentación, proporciona una medición precisa de las propiedades mecánicas de un diente. Los datos pueden utilizarse en el desarrollo de empastes que se ajusten mejor a las características mecánicas de un diente real. La capacidad de posicionamiento del Nanovea Mechanical Tester permite un mapeo completo de la dureza de los dientes en las distintas zonas.

Utilizando el mismo sistema, es posible ensayar la tenacidad a la fractura del material de los dientes con cargas más altas, hasta 200N. Se puede utilizar un ensayo de carga de varios ciclos en materiales más porosos para evaluar el nivel de elasticidad restante. El uso de una punta de diamante cilíndrica plana puede proporcionar información sobre el límite elástico en cada zona. Además, con el "Análisis Mecánico Dinámico" DMA, se pueden evaluar las propiedades viscoelásticas, incluidos los módulos de pérdida y almacenamiento.

El nano módulo Nanovea es ideal para estas pruebas porque utiliza una respuesta de retroalimentación única para controlar con precisión la carga aplicada. Gracias a ello, el módulo nano también puede utilizarse para realizar ensayos precisos de nano arañazos. El estudio de la resistencia al rayado y al desgaste del material dental y de los materiales de obturación se suma a la utilidad general del comprobador mecánico. El uso de una punta afilada de 2 micras para comparar cuantitativamente el deterioro de los materiales de obturación permitirá predecir mejor el comportamiento en aplicaciones reales. Las pruebas de desgaste de varias pasadas o de desgaste rotativo directo son también pruebas comunes que proporcionan información importante sobre la viabilidad a largo plazo.

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