{"id":8556,"date":"2020-07-01T17:51:05","date_gmt":"2020-07-01T17:51:05","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=8556"},"modified":"2023-11-13T23:22:00","modified_gmt":"2023-11-13T23:22:00","slug":"mapa-de-nanoindentacion-de-alta-velocidad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/es\/high-speed-nanoindentation-mapping\/","title":{"rendered":"Cer\u00e1mica: mapeo r\u00e1pido por nanoindentaci\u00f3n para la detecci\u00f3n de granos"},"content":{"rendered":"
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INTRODUCCI\u00d3N<\/strong><\/em><\/h2>\n

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Nanoindentaci\u00f3n<\/a> se ha convertido en una t\u00e9cnica ampliamente utilizada para medir el comportamiento mec\u00e1nico de los materiales a peque\u00f1a escala.i ii<\/sup>. Las curvas de carga-desplazamiento de alta resoluci\u00f3n obtenidas mediante una medici\u00f3n de nanoindentaci\u00f3n pueden proporcionar una variedad de propiedades f\u00edsico-mec\u00e1nicas, entre las que se incluyen la dureza, el m\u00f3dulo de Young, la fluencia, la resistencia a la fractura y muchas otras.<\/p>\n

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Importancia del mapeo r\u00e1pido de sangr\u00eda<\/strong><\/em><\/p>\n

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Un obst\u00e1culo importante para una mayor popularizaci\u00f3n de la t\u00e9cnica de nanoindentaci\u00f3n es el tiempo que requiere. El mapeo de las propiedades mec\u00e1nicas mediante el procedimiento convencional de nanoindentaci\u00f3n puede llevar f\u00e1cilmente horas, lo que dificulta la aplicaci\u00f3n de la t\u00e9cnica en industrias de producci\u00f3n en masa, como la de semiconductores, aeroespacial, MEMS, productos de consumo como baldosas cer\u00e1micas y muchas otras.<\/p>\n

El mapeo r\u00e1pido puede resultar esencial en la industria de fabricaci\u00f3n de baldosas cer\u00e1micas. Los mapas de dureza y m\u00f3dulo de Young en una sola baldosa cer\u00e1mica pueden presentar una distribuci\u00f3n de datos que indica el grado de homogeneidad de la superficie. Las zonas m\u00e1s blandas de una baldosa pueden delinearse en este mapa y mostrar las ubicaciones m\u00e1s propensas a sufrir da\u00f1os por los impactos f\u00edsicos que se producen a diario en una vivienda. Los mapeos se pueden realizar en diferentes tipos de baldosas para estudios comparativos y en un lote de baldosas similares para medir la consistencia de las baldosas en los procesos de control de calidad. La combinaci\u00f3n de configuraciones de medici\u00f3n puede ser amplia, precisa y eficiente con el m\u00e9todo de mapeo r\u00e1pido.<\/p>\n

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OBJETIVO DE MEDICI\u00d3N<\/strong><\/em><\/h2>\n

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En este estudio, el Nanovea Comprobador mec\u00e1nico<\/a>, en modo FastMap, se utiliza para mapear las propiedades mec\u00e1nicas de una baldosa a alta velocidad. Mostramos la capacidad del Nanovea Mechanical Tester para realizar dos mapeos r\u00e1pidos de nanoindentaci\u00f3n con alta precisi\u00f3n y reproducibilidad.<\/p>\n

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Condiciones de prueba<\/strong><\/em><\/p>\n

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Se utiliz\u00f3 el probador mec\u00e1nico Nanovea para realizar una serie de nanoindentaciones con el modo FastMap en una baldosa utilizando un indentador Berkovich. A continuaci\u00f3n se resumen los par\u00e1metros de prueba para las dos matrices de indentaci\u00f3n creadas.<\/p>\n

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Tabla 1: Resumen de los par\u00e1metros de prueba.<\/em><\/h6>\n

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RESULTADOS Y DEBATE\u00a0<\/strong><\/em><\/h2>\n

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Figura 1: Vista en 2D y 3D del mapa de dureza con indentaci\u00f3n 625.<\/em><\/h6>\n

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Figura 2: Micrograf\u00eda de una matriz con 625 indentaciones que muestra el grano.<\/em><\/h6>\n

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Se realiz\u00f3 una matriz de 625 indentaciones en un 0,20 mm.2 <\/sup>\u00e1rea con un grano visible. Este grano (Figura 2) ten\u00eda una dureza media inferior a la de la superficie general de la baldosa. El software Nanovea Mechanical permite al usuario ver el mapa de distribuci\u00f3n de la dureza en modo 2D y 3D, tal y como se muestra en la Figura 1. Gracias al control de posici\u00f3n de alta precisi\u00f3n de la plataforma de muestras, el software permite a los usuarios seleccionar \u00e1reas como estas para realizar un mapeo detallado de las propiedades mec\u00e1nicas.<\/p>\n

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Figura 3: Vista en 2D y 3D del mapa de dureza con 1600 indentaciones.<\/em><\/h6>\n

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Figura 4: Micrograf\u00eda de la matriz con 1600 indentaciones.<\/i><\/h6>\n

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Tambi\u00e9n se cre\u00f3 una matriz de 1600 indentaciones en la misma baldosa para medir la homogeneidad de la superficie. Una vez m\u00e1s, el usuario tiene la posibilidad de ver la distribuci\u00f3n de la dureza en modo 3D o 2D (Figura 3), as\u00ed como la imagen microsc\u00f3pica de la superficie indentada. Bas\u00e1ndose en la distribuci\u00f3n de la dureza presentada, se puede concluir que el material es poroso debido a la dispersi\u00f3n uniforme de los puntos de datos de alta y baja dureza.<\/p>\n

En comparaci\u00f3n con los procedimientos convencionales de nanoindentaci\u00f3n, el modo FastMap utilizado en este estudio requiere mucho menos tiempo y es m\u00e1s rentable. Permite realizar un mapeo cuantitativo r\u00e1pido de las propiedades mec\u00e1nicas, incluyendo la dureza y el m\u00f3dulo de Young, y ofrece una soluci\u00f3n para la detecci\u00f3n de granos y la consistencia de los materiales, lo cual es fundamental para el control de calidad de una gran variedad de materiales en la producci\u00f3n en masa.<\/p>\n

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CONCLUSI\u00d3N<\/strong><\/em><\/h2>\n

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En este estudio, mostramos la capacidad del Nanovea Mechanical Tester para realizar mapas de nanoindentaci\u00f3n r\u00e1pidos y precisos utilizando el modo FastMap. Los mapas de propiedades mec\u00e1nicas de la baldosa cer\u00e1mica utilizan el control de posici\u00f3n (con una precisi\u00f3n de 0,2 \u00b5m) de las etapas y la sensibilidad del m\u00f3dulo de fuerza para detectar los granos de la superficie y medir la homogeneidad de una superficie a alta velocidad.<\/p>\n

Los par\u00e1metros de prueba utilizados en este estudio se determinaron en funci\u00f3n del tama\u00f1o de la matriz y del material de la muestra. Se pueden elegir diversos par\u00e1metros de prueba para optimizar el tiempo total del ciclo de indentaci\u00f3n a 3 segundos por indentaci\u00f3n (o 30 segundos por cada 10 indentaciones).<\/p>\n

Los m\u00f3dulos Nano y Micro del probador mec\u00e1nico Nanovea incluyen modos de prueba de indentaci\u00f3n, rayado y desgaste que cumplen con las normas ISO y ASTM, lo que proporciona la gama de pruebas m\u00e1s amplia y f\u00e1cil de usar disponible en un solo sistema. La inigualable gama de Nanovea es la soluci\u00f3n ideal para determinar todas las propiedades mec\u00e1nicas de recubrimientos, pel\u00edculas y sustratos finos o gruesos, blandos o duros, incluyendo la dureza, el m\u00f3dulo de Young, la resistencia a la fractura, la adhesi\u00f3n, la resistencia al desgaste y muchas otras.<\/p>\n

Adem\u00e1s, hay disponibles un perfil\u00f3metro 3D sin contacto y un m\u00f3dulo AFM opcionales para obtener im\u00e1genes 3D de alta resoluci\u00f3n de hendiduras, rayones y marcas de desgaste, adem\u00e1s de otras mediciones superficiales, como la rugosidad.<\/p>\n

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Autor: Duanjie Li, PhD Revisado por Pierre Leroux y Jocelyn Esparza<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

INTRODUCTION   Nanoindentation has become a widely applied technique for measuring mechanical behaviors of materials at small scalesi ii. The high-resolution load-displacement curves from a nanoindentation measurement can provide a variety of physicomechanical properties, including hardness, Young\u2019s modulus, creeping, fracture toughness and many others.     Importance of Fast Mapping Indentation   One significant bottleneck […]<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":8640,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7,338,349,337],"tags":[],"class_list":["post-8556","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-notes","category-indentation-hardness-elastic","category-laboratory-testing","category-mechanical-testing"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8556","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8556"}],"version-history":[{"count":112,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8556\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":23474,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8556\/revisions\/23474"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8640"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8556"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8556"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8556"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}