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Continuous Stribeck Curve Measurement using Pin-on-Disk Tribometer
Introducción:
When lubrication is applied to reduce the wear/friction of moving surfaces, the lubrication contact at the interface can shift from several regimes such as Boundary, Mixed and Hydrodynamic Lubrication. The thickness of the fluid film plays a major role in this process, mainly determined by the fluid viscosity, the load applied at the interface and the relative speed between the two surfaces. How the lubrication regimes react to friction is shown in what is called a Stribeck [1-4] curve.
In this study we demonstrate for the first time the ability to measure a continuous Stribeck Curve. Using the Nanovea Tribómetro advanced step-less speed control, from 15000 to 0.01 rpm, within 10 minutes the software directly provides a complete Stribeck Curve. The simple initial setup only requires users to select the Exponential Ramp Mode and enter initial and final speeds, rather than having to perform multiple tests or program a stepwise procedure at different speeds requiring data stitching for the conventional Stribeck curve measurements. This advancement provides precise data throughout lubricant regime evaluation and substantially reduces time and cost. The test shows a great potential to be used in different industrial engineering applications.
Rugosidad superficial y características de una célula solar
Importance of Solar Panel Testing
Maximizing a solar cell’s energy absorption is key for the technology’s survival as a renewable resource. The multiple layers of coating and glass protection allow for the absorption, transmittance, and reflection of light that is necessary for the photovoltaic cells to function. Given that most consumer solar cells operate at 15-18% efficiency, optimizing their energy output is an ongoing battle.
Studies have shown that surface roughness plays a pivotal role in the reflectance of light. The initial layer of glass must be as smooth as possible to mitigate the reflectance of light, but the subsequent layers do not follow this guideline. A degree of roughness is necessary at each coatings interface to another to increase the possibility of light scattering within their respective depletion zones and increase the absorption of light within the cell1. Optimizing the surface roughness in these regions allows the solar cell to operate to the best of its ability and with the Nanovea HS2000 High Speed Sensor, measuring surface roughness can be done quickly and accurately.
Objetivo de medición
In this study we will display the capabilities of the Nanovea Perfilómetro HS2000 with High Speed Sensor by measuring the surface roughness and geometric features of a photovoltaic cell. For this demonstration a monocrystalline solar cell with no glass protection will be measured but the methodology can be used for various other applications.
Procedimiento de ensayo y procedimientos
The following test parameters were used to measure the surface of the solar cell.
Resultados y debate
Depicted below is the 2D false-color view of the solar cell and an area extraction of the surface with its respective height parameters. A Gaussian filter was applied to both surfaces and a more aggressive index was used to flatten the extracted area. This excludes form (or waviness) larger than the cut-off index, leaving behind features that represent the solar cell’s roughness.
A profile was taken perpendicular to the orientation of the gridlines to measure their geometric characteristics which is shown below. The gridline width, step height, and pitch can be measured for any specific location on the solar cell.
Conclusión
In this study we were able to display the Nanovea HS2000 Line Sensor’s ability to measure a monocrystalline photovoltaic cell’s surface roughness and features. With the ability to automate accurate measurements of multiple samples and set pass fail limits, the Nanovea HS2000 Line Sensor is a perfect choice for quality control inspections.
Reference
1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. “Influence of Surface Roughness on Optical Characteristics of Multilayer Solar Cells “ Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, no. 6, 2014, pp. 631-638.
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Resistencia al rayado de los protectores de pantalla para móviles
Resistencia al rayado de los protectores de pantalla para móviles
Más información
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Importancia de probar los protectores de pantalla
Aunque las pantallas de los teléfonos están diseñadas para resistir roturas y arañazos, siguen siendo susceptibles de sufrir daños. El uso diario del teléfono hace que se desgasten y, por ejemplo, acumulen arañazos y grietas. Dado que reparar estas pantallas puede resultar caro, los protectores de pantalla son un artículo asequible para prevenir daños que suele comprarse y utilizarse para aumentar la durabilidad de una pantalla.
Utilizando el Módulo Macro del Comprobador Mecánico Nanovea PB1000 junto con el sensor de emisiones acústicas (AE), podemos identificar claramente las cargas críticas en las que los protectores de pantalla muestran fallos debido a las pruebas de rayado1 para crear un estudio comparativo entre dos tipos de protectores de pantalla.
Dos tipos comunes de materiales protectores de pantalla son el TPU (poliuretano termoplástico) y el cristal templado. De los dos, el vidrio templado se considera el mejor, ya que proporciona una mejor protección contra impactos y arañazos. Sin embargo, también es el más caro. Por otro lado, los protectores de pantalla de TPU son menos caros y una opción popular entre los consumidores que prefieren los protectores de pantalla de plástico. Dado que los protectores de pantalla están diseñados para absorber arañazos e impactos y suelen estar hechos de materiales con propiedades frágiles, los ensayos controlados de arañazos combinados con la detección de EA in situ son una configuración de ensayo óptima para determinar las cargas a las que se producen fallos cohesivos (por ejemplo, agrietamiento, astillamiento y fractura) y/o fallos adhesivos (por ejemplo, delaminación y espalación).
Objetivo de medición
En este estudio, se realizaron tres pruebas de rayado en dos protectores de pantalla comerciales diferentes utilizando el Módulo Macro del Comprobador Mecánico PB1000 de Nanovea. Mediante el uso de un sensor de emisiones acústicas y un microscopio óptico, se identificaron las cargas críticas en las que cada protector de pantalla mostraba fallos.
Procedimiento de ensayo y procedimientos
Se utilizó el comprobador mecánico Nanovea PB1000 para probar dos protectores de pantalla aplicados sobre la pantalla de un teléfono y sujetados a una mesa con sensor de fricción. Los parámetros de prueba para todos los arañazos se tabulan en la Tabla 1 a continuación.
Resultados y debate
Dado que los protectores de pantalla estaban hechos de un material diferente, cada uno de ellos presentaba distintos tipos de fallos. Sólo se observó un fallo crítico en el protector de pantalla de TPU, mientras que el protector de pantalla de vidrio templado presentó dos. Los resultados de cada muestra se muestran en la Tabla 2. La carga crítica #1 se define como la carga a la que los protectores de pantalla empezaron a mostrar signos de fallo cohesivo bajo el microscopio. La carga crítica #2 se define por el primer cambio de pico observado en los datos del gráfico de emisiones acústicas.
Para el protector de pantalla de TPU, la carga crítica #2 se correlaciona con la ubicación junto con el arañazo donde el protector comenzó a despegarse visiblemente de la pantalla del teléfono. Apareció un arañazo en la superficie de la pantalla del teléfono una vez que se superó la carga crítica #2 para el resto de las pruebas de arañazos. Para el protector de pantalla de vidrio templado, la carga crítica #1 se correlaciona con el lugar donde comenzaron a aparecer las fracturas radiales. La carga crítica #2 se produce hacia el final del rayado con cargas más elevadas. La emisión acústica es de mayor magnitud que la del protector de pantalla TPU, sin embargo, no se produjo ningún daño en la pantalla del teléfono. En ambos casos, la carga crítica #2 correspondió a un gran cambio en la profundidad, lo que indica que el penetrador había atravesado el protector de pantalla.
Conclusión
En este estudio mostramos la capacidad del comprobador mecánico Nanovea PB1000 para realizar ensayos de rayado controlados y repetibles y, simultáneamente, utilizar la detección de emisiones acústicas para identificar con precisión las cargas a las que se producen fallos adhesivos y cohesivos en protectores de pantalla fabricados con TPU y vidrio templado. Los datos experimentales presentados en este documento respaldan la hipótesis inicial de que el vidrio templado es el que mejor funciona para evitar arañazos en las pantallas de los teléfonos.
El comprobador mecánico Nanovea ofrece capacidades de medición precisas y repetibles de indentación, rayado y desgaste utilizando módulos Nano y Micro que cumplen las normas ISO y ASTM. El Comprobador mecánico es un sistema completo, lo que lo convierte en la solución ideal para determinar toda la gama de propiedades mecánicas de revestimientos, películas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros.
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Lubricating Eye Drop Comparison using the Nanovea T50 Tribometer
Importance of Testing Eye Drop Solutions
Eye drop solutions are used to alleviate symptoms caused by a range of eye problems. For example, they can be used to treat minor eye irritation (e.g. dryness and redness), delay the onset of glaucoma or treat infections. Eye drop solutions sold over-the-counter are mainly used to treat dryness. Their effectiveness in lubricating the eye can be compared and measured with a coefficient of friction test.
Dry eyes can be caused by a wide range of factors, for example, computer eye strain or being outdoors in extreme weather conditions. Good lubricating eye drops help maintain and supplement the moisture on the outer surface of the eyes. This works to alleviate the discomfort, burning or irritation and redness associated with dry eyes. By measuring the coefficient of friction (COF) of an eye drop solution, its lubricating efficiency and how it compares to other solutions can be determined.
Objetivo de medición
In this study, the coefficient of friction (COF) of three different lubricating eye drop solutions was measured using the pin-on-disk setup on the Nanovea T50 Tribometer.
Procedimiento de ensayo y procedimientos
A 6mm diameter spherical pin made of alumina was applied to a glass slide with each eye drop solution acting as the lubricant between the two surfaces. The test parameters used for all experiments are summarized in Table 1 below.
Resultados y debate
The maximum, minimum, and average coefficient of friction values for the three different eye drop solutions tested are tabulated in Table 2 below. The COF v. Revolutions graphs for each eye drop solution are depicted in Figures 2-4. The COF during each test remained relatively constant for most of the total test duration. Sample A had the lowest average COF indicating it had the best lubrication properties.
Conclusión
In this study we showcase the capability of the Nanovea T50 Tribometer in measuring the coefficient of friction of three eye drop solutions. Based on these values, we show that Sample A had a lower coefficient of friction and therefore exhibits better lubrication in comparison to the other two samples.
Nanovea Tribómetros offers precise and repeatable wear and friction testing using ISO and ASTM compliant rotative and linear modules. It also provides optional high temperature wear, lubrication, and tribo-corrosion modules available in one pre-integrated system. Such versatility allows users to better simulate the real application environment and improve fundamental understanding of the wear mechanism and tribological characteristics of various materials.
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Automatización múltiple de muestras similares mediante el comprobador mecánico PB1000
Introducción :
Los revestimientos se utilizan ampliamente en diversas industrias por sus propiedades funcionales. La dureza de un revestimiento, su resistencia a la erosión, su baja fricción y su alta resistencia al desgaste son sólo algunas de las muchas propiedades que hacen que los revestimientos sean importantes. Un método comúnmente utilizado para cuantificar estas propiedades es el ensayo de rayado, que permite una medición repetible de las propiedades adhesivas y/o cohesivas de un revestimiento. Comparando las cargas críticas a las que se produce el fallo, pueden evaluarse las propiedades intrínsecas de un revestimiento.
Comparación del desgaste por abrasión en la tela vaquera
Introducción
La forma y la función de un tejido vienen determinadas por su calidad y durabilidad. El uso diario de los tejidos provoca el desgaste del material, por ejemplo, el amontonamiento, la pelusa y la decoloración. Un tejido de calidad inferior utilizado para prendas de vestir puede provocar a menudo la insatisfacción del consumidor y dañar la marca.
Intentar cuantificar las propiedades mecánicas de los tejidos puede plantear muchos retos. La estructura del hilo e incluso la fábrica en la que se produjo pueden dar lugar a una escasa reproducibilidad de los resultados de las pruebas. Esto dificulta la comparación de los resultados de las pruebas de distintos laboratorios. Medir las prestaciones de desgaste de los tejidos es fundamental para los fabricantes, distribuidores y minoristas de la cadena de producción textil. Una medición de la resistencia al desgaste bien controlada y reproducible es crucial para garantizar un control de calidad fiable del tejido.
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¿Desgaste Rotativo o Lineal y COF? (Un estudio exhaustivo con el tribómetro Nanovea)
Wear is the process of removal and deformation of material on a surface as a result of the mechanical action of the opposite surface. It is influenced by a variety of factors, including unidirectional sliding, rolling, speed, temperature, and many others. The study of wear, tribology, spans many disciplines, from physics and chemistry to mechanical engineering and material science. The complex nature of wear requires isolated studies toward specific wear mechanisms or processes, such as adhesive wear, abrasive wear, surface fatigue, fretting wear, and erosive wear. However, “Industrial Wear” commonly involves multiple wear mechanisms occurring in synergy.
Linear reciprocating and Rotative (Pin on Disk) wear tests are two widely used ASTM-compliant setups for measuring sliding wear behaviors of materials. Since the wear rate value of any wear test method is often used to predict the relative ranking of material combinations, it is extremely important to confirm the repeatability of the wear rate measured using different test setups. This enables users to carefully consider the wear rate value reported in the literature, which is critical in understanding the tribological characteristics of materials.
Caracterización nanomecánica de las constantes elásticas
La capacidad de los muelles para almacenar energía mecánica tiene una larga historia de uso. Desde los arcos para cazar hasta las cerraduras para puertas, la tecnología de muelles existe desde hace muchos siglos. Hoy en día dependemos de los muelles, ya sean de colchones, bolígrafos o suspensión de automóviles, ya que desempeñan un papel vital en nuestra vida cotidiana. Con tanta variedad de usos y diseños, es necesario poder cuantificar sus propiedades mecánicas.
Caracterización a alta velocidad de una concha de ostra
Las muestras grandes con geometrías complejas pueden resultar difíciles de trabajar debido a la preparación de la muestra, el tamaño, los ángulos agudos y la curvatura. En este estudio se escaneará una concha de ostra para demostrar la capacidad del sensor lineal Nanovea HS2000 para escanear una muestra biológica de gran tamaño y geometría compleja. Aunque en este estudio se utilizó una muestra biológica, los mismos conceptos pueden aplicarse a otras muestras.
Herramienta mecánica de selección de mapas Broadview
Todos hemos oído alguna vez la expresión "el tiempo es oro". Por eso muchas empresas buscan constantemente métodos para agilizar y mejorar diversos procesos: ahorran tiempo. Cuando se trata de ensayos de indentación, la velocidad, la eficacia y la precisión pueden integrarse en un proceso de control de calidad o de I+D utilizando uno de nuestros comprobadores mecánicos Nanovea. En esta nota de aplicación, mostraremos una forma sencilla de ahorrar tiempo con nuestro comprobador mecánico Nanovea y las funciones de software Broad View Map y Selection Tool.
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