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AR Catégorie : Tests de laboratoire
Mesure continue de la courbe Stribeck à l'aide d'un tribomètre Pin-on-Disk
Introduction :
Lorsque la lubrification est appliquée pour réduire l'usure/frottement des surfaces mobiles, le contact de lubrification à l'interface peut passer de plusieurs régimes tels que la lubrification limite, mixte et hydrodynamique. L'épaisseur du film fluide joue un rôle majeur dans ce processus, principalement déterminé par la viscosité du fluide, la charge appliquée à l'interface et la vitesse relative entre les deux surfaces. La façon dont les régimes de lubrification réagissent au frottement est illustrée par ce que l'on appelle une courbe de Stribeck [1-4].
Dans cette étude, nous démontrons pour la première fois la capacité de mesurer une courbe de Stribeck continue. Utiliser le Nanovea Tribomètre contrôle avancé de la vitesse sans étape, de 15 000 à 0,01 tr/min, en 10 minutes, le logiciel fournit directement une courbe de Stribeck complète. La configuration initiale simple nécessite uniquement que les utilisateurs sélectionnent le mode rampe exponentielle et saisissent les vitesses initiales et finales, plutôt que d'avoir à effectuer plusieurs tests ou à programmer une procédure par étapes à différentes vitesses nécessitant l'assemblage de données pour les mesures conventionnelles de la courbe de Stribeck. Cette avancée fournit des données précises tout au long de l’évaluation du régime lubrifiant et réduit considérablement le temps et les coûts. Le test montre un grand potentiel d’utilisation dans différentes applications d’ingénierie industrielle.
Rugosité de la surface et caractéristiques d'une cellule solaire
Importance de l'essai des panneaux solaires
La maximisation de l'absorption d'énergie d'une cellule solaire est essentielle à la survie de la technologie en tant que ressource renouvelable. Les multiples couches de revêtement et de verre de protection permettent l'absorption, la transmission et la réflexion de la lumière nécessaires au fonctionnement des cellules photovoltaïques. Étant donné que la plupart des cellules solaires grand public ont un rendement de 15-18%, l'optimisation de leur rendement énergétique est une bataille permanente.
Des études ont montré que la rugosité de la surface joue un rôle essentiel dans la réflexion de la lumière. La première couche de verre doit être aussi lisse que possible pour atténuer la réflexion de la lumière, mais les couches suivantes ne suivent pas cette ligne directrice. Un certain degré de rugosité est nécessaire à l'interface de chaque revêtement pour augmenter la possibilité de diffusion de la lumière dans leurs zones d'appauvrissement respectives et augmenter l'absorption de la lumière dans la cellule1. L'optimisation de la rugosité de la surface dans ces régions permet à la cellule solaire de fonctionner au mieux de ses capacités. Avec le capteur Nanovea HS2000 High Speed Sensor, la mesure de la rugosité de la surface peut être effectuée rapidement et avec précision.
Objectif de la mesure
Dans cette étude, nous montrerons les capacités du système Nanovea Profilomètre HS2000 avec High Speed Sensor en mesurant la rugosité de la surface et les caractéristiques géométriques d'une cellule photovoltaïque. Pour cette démonstration, une cellule solaire monocristalline sans protection en verre sera mesurée, mais la méthodologie peut être utilisée pour diverses autres applications.
Procédure d'essai et procédures
Les paramètres de test suivants ont été utilisés pour mesurer la surface de la cellule solaire.
Résultats et discussion
La vue 2D en fausses couleurs de la cellule solaire et une extraction de la surface avec ses paramètres de hauteur respectifs sont représentées ci-dessous. Un filtre gaussien a été appliqué aux deux surfaces et un indice plus agressif a été utilisé pour aplanir la zone extraite. Cela exclut les formes (ou ondulations) supérieures à l'indice de coupure, laissant derrière elles des caractéristiques qui représentent la rugosité de la cellule solaire.
Un profil a été pris perpendiculairement à l'orientation des lignes de grille pour mesurer leurs caractéristiques géométriques, comme le montre le graphique ci-dessous. La largeur de la ligne de grille, la hauteur du pas et le pas peuvent être mesurés pour n'importe quel endroit spécifique de la cellule solaire.
Conclusion
Dans cette étude, nous avons pu montrer la capacité du capteur linéaire Nanovea HS2000 à mesurer la rugosité et les caractéristiques de surface d'une cellule photovoltaïque monocristalline. Avec la possibilité d'automatiser des mesures précises de plusieurs échantillons et de fixer des limites de réussite et d'échec, le capteur linéaire Nanovea HS2000 est un choix parfait pour les inspections de contrôle de la qualité.
Référence
1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. " Influence de la rugosité de surface sur les caractéristiques optiques des cellules solaires multicouches " Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, no. 6, 2014, pp. 631-638.
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Résistance aux rayures des protections d'écran de téléphone portable
Résistance aux rayures des protections d'écran de téléphone portable
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Importance de tester les protections d'écran
Bien que les écrans de téléphone soient conçus pour résister aux chocs et aux rayures, ils sont toujours susceptibles d'être endommagés. L'utilisation quotidienne du téléphone provoque leur usure, c'est-à-dire l'accumulation de rayures et de fissures. Comme la réparation de ces écrans peut être coûteuse, les protections d'écran sont un élément de prévention des dommages abordable, couramment acheté et utilisé pour augmenter la durabilité d'un écran.
En utilisant le module macro du testeur mécanique Nanovea PB1000 en conjonction avec le capteur d'émissions acoustiques (AE), nous pouvons clairement identifier les charges critiques auxquelles les protections d'écran présentent une défaillance en raison de l'essai de rayure1 afin de créer une étude comparative entre deux types de protections d'écran.
Deux types courants de matériaux de protection d'écran sont le TPU (polyuréthane thermoplastique) et le verre trempé. Le verre trempé est considéré comme le meilleur des deux car il offre une meilleure protection contre les chocs et les rayures. Cependant, il est aussi le plus cher. Les protections d'écran en TPU, quant à elles, sont moins chères et constituent un choix populaire pour les consommateurs qui préfèrent les protections d'écran en plastique. Étant donné que les protections d'écran sont conçues pour absorber les rayures et les impacts et qu'elles sont généralement composées de matériaux aux propriétés fragiles, les essais de rayures contrôlés associés à la détection in situ de l'EA constituent une configuration d'essai optimale pour déterminer les charges auxquelles les défaillances cohésives (par exemple, fissuration, écaillage et fracture) et/ou les défaillances adhésives (par exemple, délamination et écaillage) se produisent.
Objectif de la mesure
Dans cette étude, trois tests de rayures ont été effectués sur deux protections d'écran commerciales différentes en utilisant le module macro du testeur mécanique PB1000 de Nanovea. En utilisant un capteur d'émissions acoustiques et un microscope optique, les charges critiques auxquelles chaque protection d'écran a présenté une ou plusieurs défaillances ont été identifiées.
Procédure d'essai et procédures
Le testeur mécanique Nanovea PB1000 a été utilisé pour tester deux protections d'écran appliquées sur l'écran d'un téléphone et serrées sur une table à capteur de friction. Les paramètres de test pour toutes les rayures sont présentés dans le tableau 1 ci-dessous.
Résultats et discussion
Les protections d'écran étant fabriquées dans des matériaux différents, elles présentaient toutes des types de défaillances différents. Une seule défaillance critique a été observée pour la protection d'écran en TPU, tandis que la protection d'écran en verre trempé en présentait deux. Les résultats pour chaque échantillon sont présentés dans le tableau 2 ci-dessous. La charge critique #1 est définie comme la charge à laquelle les protections d'écran ont commencé à montrer des signes de rupture cohésive au microscope. La charge critique #2 est définie par le premier changement de pic observé dans les données du graphique des émissions acoustiques.
Pour le protecteur d'écran TPU, la charge critique #2 correspond à l'emplacement de la rayure où le protecteur a commencé à se détacher visiblement de l'écran du téléphone. Une rayure est apparue à la surface de l'écran du téléphone lorsque la charge critique #2 a été dépassée pour le reste des tests de rayures. Pour la protection d'écran en verre trempé, la charge critique #1 correspond à l'endroit où les fractures radiales ont commencé à apparaître. La charge critique #2 se produit vers la fin de la rayure à des charges plus élevées. L'émission acoustique est d'une magnitude plus importante que celle du protecteur d'écran TPU, mais l'écran du téléphone n'a subi aucun dommage. Dans les deux cas, la charge critique #2 correspond à un changement important de la profondeur, indiquant que le pénétrateur a percé le protecteur d'écran.
Conclusion
Dans cette étude, nous présentons la capacité du testeur mécanique Nanovea PB1000 à effectuer des tests de rayures contrôlés et répétables et à utiliser simultanément la détection d'émissions acoustiques pour identifier avec précision les charges auxquelles la rupture adhésive et cohésive se produit dans les protections d'écran en TPU et en verre trempé. Les données expérimentales présentées dans ce document confirment l'hypothèse initiale selon laquelle le verre trempé est le plus performant pour la prévention des rayures sur les écrans de téléphone.
Le testeur mécanique Nanovea offre des capacités de mesure précises et reproductibles de l'indentation, des rayures et de l'usure à l'aide de modules Nano et Micro conformes aux normes ISO et ASTM. Le Testeur Méchanique est un système complet, ce qui en fait la solution idéale pour déterminer la gamme complète des propriétés mécaniques des revêtements, films et substrats fins ou épais, souples ou durs.
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Comparaison de gouttes ophtalmiques lubrifiantes à l'aide du tribomètre Nanovea T50
Importance de tester les solutions de gouttes oculaires
Les solutions de gouttes oculaires sont utilisées pour soulager les symptômes causés par une série de problèmes oculaires. Par exemple, elles peuvent être utilisées pour traiter une irritation oculaire mineure (sécheresse et rougeur), retarder l'apparition d'un glaucome ou traiter des infections. Les solutions de gouttes ophtalmiques en vente libre sont principalement utilisées pour traiter la sécheresse. Leur efficacité à lubrifier l'œil peut être comparée et mesurée à l'aide d'un test de coefficient de friction.
La sécheresse oculaire peut être causée par un grand nombre de facteurs, par exemple la fatigue oculaire due à l'utilisation d'un ordinateur ou le fait d'être à l'extérieur dans des conditions climatiques extrêmes. Un bon collyre lubrifiant aide à maintenir et à compléter l'humidité de la surface externe des yeux. Cela permet d'atténuer l'inconfort, la sensation de brûlure ou l'irritation et la rougeur associés à la sécheresse oculaire. La mesure du coefficient de friction (COF) d'un collyre permet de déterminer son efficacité lubrifiante et de la comparer à celle d'autres solutions.
Objectif de la mesure
Dans cette étude, le coefficient de friction (COF) de trois solutions lubrifiantes différentes de gouttes ophtalmiques a été mesuré en utilisant la configuration "pin-on-disk" sur le tribomètre Nanovea T50.
Procédure d'essai et procédures
Une tige sphérique de 6 mm de diamètre en alumine a été appliquée sur une lame de verre, chaque solution de collyre servant de lubrifiant entre les deux surfaces. Les paramètres d'essai utilisés pour toutes les expériences sont résumés dans le tableau 1 ci-dessous.
Résultats et discussion
Les valeurs maximales, minimales et moyennes du coefficient de friction pour les trois solutions de collyre testées sont présentées dans le tableau 2 ci-dessous. Les graphiques du COF en fonction du nombre de tours pour chaque solution de gouttes ophtalmiques sont illustrés aux figures 2 à 4. Le COF de chaque test est resté relativement constant pendant la majeure partie de la durée totale du test. L'échantillon A avait le COF moyen le plus bas, ce qui indique qu'il avait les meilleures propriétés de lubrification.
Conclusion
Dans cette étude, nous démontrons la capacité du tribomètre Nanovea T50 à mesurer le coefficient de friction de trois solutions de gouttes ophtalmiques. Sur la base de ces valeurs, nous montrons que l'échantillon A a un coefficient de friction plus faible et présente donc une meilleure lubrification par rapport aux deux autres échantillons.
Nanovea Tribomètres propose des tests d'usure et de friction précis et reproductibles à l'aide de modules rotatifs et linéaires conformes aux normes ISO et ASTM. Il fournit également des modules optionnels d’usure à haute température, de lubrification et de tribocorrosion disponibles dans un système pré-intégré. Une telle polyvalence permet aux utilisateurs de mieux simuler l’environnement d’application réel et d’améliorer la compréhension fondamentale du mécanisme d’usure et des caractéristiques tribologiques de divers matériaux.
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Automatisation multiple d'échantillons similaires à l'aide du testeur mécanique PB1000
Introduction :
Les revêtements sont largement utilisés dans diverses industries en raison de leurs propriétés fonctionnelles. La dureté d'un revêtement, sa résistance à l'érosion, sa faible friction et sa résistance élevée à l'usure ne sont que quelques-unes des nombreuses propriétés qui rendent les revêtements importants. Une méthode couramment utilisée pour quantifier ces propriétés est l'essai de rayure, qui permet une mesure répétable des propriétés adhésives et/ou cohésives d'un revêtement. En comparant les charges critiques auxquelles la rupture se produit, les propriétés intrinsèques d'un revêtement peuvent être évaluées.
Usure rotative ou linéaire et COF ? (Une étude complète utilisant le tribomètre Nanovea)
L'usure est le processus d'enlèvement et de déformation d'un matériau sur une surface résultant de l'action mécanique de la surface opposée. Il est influencé par divers facteurs, notamment le glissement unidirectionnel, le roulement, la vitesse, la température et bien d'autres. L'étude de l'usure, la tribologie, couvre de nombreuses disciplines, de la physique et de la chimie au génie mécanique et à la science des matériaux. La nature complexe de l'usure nécessite des études isolées sur des mécanismes ou processus d'usure spécifiques, tels que l'usure adhésive, l'usure abrasive, la fatigue de surface, l'usure par frottement et l'usure érosive. Cependant, « l’usure industrielle » implique généralement plusieurs mécanismes d’usure se produisant en synergie.
Les tests d'usure linéaires alternatifs et rotatifs (broche sur disque) sont deux configurations largement utilisées conformes à la norme ASTM pour mesurer le comportement d'usure par glissement des matériaux. Étant donné que la valeur du taux d'usure de toute méthode de test d'usure est souvent utilisée pour prédire le classement relatif des combinaisons de matériaux, il est extrêmement important de confirmer la répétabilité du taux d'usure mesuré à l'aide de différentes configurations de test. Cela permet aux utilisateurs d’examiner attentivement la valeur du taux d’usure rapportée dans la littérature, ce qui est essentiel pour comprendre les caractéristiques tribologiques des matériaux.
Caractérisation nano-mécanique des constantes de ressort
La capacité d'un ressort à stocker de l'énergie mécanique a une longue histoire d'utilisation. Des arcs pour la chasse aux serrures pour les portes, la technologie des ressorts existe depuis de nombreux siècles. De nos jours, nous dépendons des ressorts, qu'il s'agisse de matelas, de stylos ou de suspensions automobiles, car ils jouent un rôle essentiel dans notre vie quotidienne. Avec une telle variété d'utilisation et de conception, il est nécessaire de pouvoir quantifier leurs propriétés mécaniques.
Caractérisation à grande vitesse d'une coquille d'huître
Les grands échantillons à géométrie complexe peuvent s'avérer difficiles à travailler en raison de la préparation de l'échantillon, de sa taille, des angles aigus et de la courbure. Dans cette étude, une coquille d'huître sera scannée pour démontrer la capacité du capteur linéaire Nanovea HS2000 à scanner un grand échantillon biologique à géométrie complexe. Bien qu'un échantillon biologique ait été utilisé dans cette étude, les mêmes concepts peuvent être appliqués à d'autres échantillons.
Outil de sélection des cartes mécaniques Broadview
Nous avons tous entendu l'expression "le temps, c'est de l'argent". C'est pourquoi de nombreuses entreprises recherchent constamment des méthodes pour accélérer et améliorer divers processus, cela permet de gagner du temps. Lorsqu'il s'agit de tests d'indentation, la vitesse, l'efficacité et la précision peuvent être intégrées dans un processus de contrôle de la qualité ou de R&D en utilisant l'un de nos testeurs mécaniques Nanovea. Dans cette note d'application, nous allons présenter un moyen facile de gagner du temps grâce aux fonctionnalités de notre testeur mécanique Nanovea et de notre logiciel Broad View Map and Selection Tool.
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Inspection du fini de surface des parquets en bois
Importance du profilage des finitions du bois
Dans diverses industries, l'objectif d'une finition du bois est de protéger la surface du bois contre divers types de dommages tels que chimiques, mécaniques ou biologiques et/ou de fournir une esthétique visuelle spécifique. Pour les fabricants comme pour les acheteurs, la quantification des caractéristiques de surface des finitions du bois peut être vitale pour le contrôle de la qualité ou l'optimisation des processus de finition du bois. Dans cette application, nous allons explorer les différentes caractéristiques de surface qui peuvent être quantifiées à l'aide d'un profilomètre sans contact Nanovea 3D.
Quantifier la quantité de rugosité et de texture qui existe sur une surface en bois peut être essentiel à connaître afin de s'assurer qu'elle peut répondre aux exigences de son application. En affinant le processus de finition ou en vérifiant la qualité des surfaces en bois sur la base d'une méthode d'inspection de surface quantifiable, reproductible et fiable, les fabricants pourraient créer des traitements de surface contrôlés et les acheteurs pourraient inspecter et sélectionner les matériaux en bois en fonction de leurs besoins.
Objectif de la mesure
Dans cette étude, le Nanovea HS2000 à grande vitesse profilomètre équipé d'un capteur de ligne de profilage sans contact a été utilisé pour mesurer et comparer la finition de surface de trois échantillons de revêtement de sol : bois dur de bouleau antique, chêne gris Courtship et acajou Santos. Nous présentons la capacité du profilomètre sans contact Nanovea à fournir à la fois vitesse et précision lors de la mesure de trois types de surfaces et d'une analyse approfondie et complète des scans.
Procédure d'essai et procédures
Résultats et discussion
Description de l'échantillon : Les revêtements de sol Courtship Grey Oak et Santos Mahogany sont des revêtements de sol stratifiés. Courtship Grey Oak est un échantillon gris ardoise texturé, peu brillant, avec un fini EIR. L'acajou Santos est un échantillon bourgogne foncé lustré qui a été préfini. Le bois dur Antique Birch a un fini à l'oxyde d'aluminium à 7 couches, offrant une protection contre l'usure quotidienne.
Bois dur de bouleau antique
Chêne gris de la cour
Acajou Santos
Discussion
Il existe une distinction claire entre les valeurs Sa de tous les échantillons. Le plus lisse était le bois dur de bouleau antique avec une Sa de 1,716 µm, suivi de l'acajou Santos avec une Sa de 2,388 µm, et augmentant significativement pour le chêne gris Courtship avec une Sa de 11,17 µm. Les valeurs P et R sont également des valeurs de rugosité courantes qui peuvent être utilisées pour évaluer la rugosité de profils spécifiques le long de la surface. Le chêne gris Courtship possède une texture grossière avec des caractéristiques semblables à des fissures le long de la direction des cellules et des fibres du bois. Une analyse supplémentaire a été effectuée sur l'échantillon de Chêne Gris Courtship en raison de sa surface texturée. Sur l'échantillon de chêne gris Courtship, des tranches ont été utilisées pour séparer et calculer la profondeur et le volume des fissures de la surface uniforme plus plate.
Conclusion
Dans cette application, nous avons montré comment le profilomètre à grande vitesse Nanovea HS2000 peut être utilisé pour inspecter la finition de surface des échantillons de bois de manière efficace et efficiente. Les mesures de la finition de surface peuvent s'avérer importantes pour les fabricants et les consommateurs de parquets en bois dur, car elles leur permettent de comprendre comment améliorer un processus de fabrication ou de choisir le produit le plus performant pour une application spécifique.
