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Spessore della pellicola trasparente mediante profilometria 3D senza contatto
Lo spessore e l'uniformità del film trasparente sono fondamentali per la qualità e le prestazioni del prodotto. Ad esempio, nella produzione di CD, DVD e Blu-Ray Disc (BO), il controllo preciso dello spessore e dell'uniformità della copertura trasparente e degli strati spaziali svolge un ruolo importante per evitare errori di messa a fuoco del laser. Un processo di stampaggio a iniezione non corretto durante la produzione di CD e BO può portare a birifrangenze indotte da stress e a una lettura inaffidabile dei dati. Una misurazione accurata dello spessore del film trasparente garantisce un'ispezione affidabile del prodotto e un controllo di qualità.
Spessore della pellicola trasparente mediante profilometria 3D senza contatto
Ispezione di film optoelettronici con la profilometria 3D
I dispositivi e i sistemi optoelettronici a film convertono la radiazione visibile o infrarossa in segnali elettrici. I dispositivi optoelettronici a film sottile hanno un'ampia varietà di applicazioni, tra cui fotocellule, celle solari e LED, ecc. Il continuo sviluppo dei film sottili optoelettronici e delle tecnologie associate, come l'incorporazione di impurità, l'incisione e la chimica di superficie, mira a migliorare la fotoconversione su scala micro o nano.
Misura dell'attrito del rivestimento di vetro autopulente
Il rivestimento autopulente per vetri possiede una bassa energia superficiale che respinge sia l'acqua che gli oli. Questo rivestimento crea una superficie di vetro facile da pulire e antiaderente che la protegge da sporco e macchie. Il rivestimento easy-clean riduce notevolmente il consumo di acqua e di energia per la pulizia del vetro. Non richiede detergenti chimici aggressivi e tossici, il che lo rende una scelta ecologica per un'ampia varietà di applicazioni residenziali e commerciali, come specchi, vetri della doccia, finestre e parabrezza.
Effetto della corrosione sulla durezza mediante nanoindentazione
Le proprietà meccaniche dei materiali si deteriorano durante il processo di corrosione. Ad esempio, nella corrosione atmosferica dell'acciaio al carbonio si formano lepidocrocite (γ-FeOOH) e goethite (α-FeOOH). La loro natura sciolta e porosa determina l'assorbimento di umidità e, di conseguenza, un'ulteriore accelerazione del processo di corrosione. L'akaganeite (β-FeOOH), un'altra forma di ferro
ossidrico, si genera sulla superficie dell'acciaio in ambienti contenenti cloruro. Nanoindentazione può controllare la profondità di indentazione nell'intervallo di nanometri e micron, consentendo di misurare quantitativamente la durezza e il modulo di Young dei prodotti di corrosione formati sulla superficie del metallo. Il sistema fornisce una visione fisico-chimica dei meccanismi di corrosione coinvolti, in modo da selezionare il miglior materiale candidato per le applicazioni previste.
Effetto della corrosione sulla durezza mediante nanoindentazione
Texture del muro a secco e buchi con la profilometria 3D
La struttura e la rugosità del cartongesso sono fondamentali per la qualità e l'aspetto del prodotto finale. Una migliore comprensione dell'effetto della struttura e della consistenza della superficie sulla resistenza all'umidità del muro a secco rivestito consente di selezionare il prodotto migliore e di ottimizzare la tecnica di verniciatura per ottenere il risultato migliore. Per valutare quantitativamente la qualità della superficie del rivestimento è necessaria un'ispezione quantificabile, rapida e affidabile. Il profilometro 3D senza contatto Nanovea utilizza la tecnologia confocale cromatica con una capacità unica di misurare con precisione la superficie del campione. La tecnica del sensore di linea può completare la scansione di una grande superficie di cartongesso in pochi minuti.
Misurazione ciclica di stress e deformazione mediante nanoindentazione
Misurazione ciclica di stress e deformazione mediante nanoindentazione
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Importanza della nanoindentazione
Misure di rigidità continue (CSM) ottenute da nanoindentazione rivela la relazione sforzo-deformazione dei materiali con metodi minimamente invasivi. A differenza dei metodi tradizionali di prova di trazione, la nanoindentazione fornisce dati di sollecitazione-deformazione su scala nanometrica senza la necessità di uno strumento di grandi dimensioni. La curva sforzo-deformazione fornisce informazioni cruciali sulla soglia tra comportamento elastico e plastico quando il campione è soggetto a carichi crescenti. Il CSM consente di determinare la tensione di snervamento di un materiale senza l'ausilio di apparecchiature pericolose.
La nanoindentazione offre un metodo affidabile e facile da usare per studiare rapidamente i dati di sollecitazione-deformazione. Inoltre, la misurazione del comportamento sforzo-deformazione su scala nanometrica consente di studiare importanti proprietà su piccoli rivestimenti e particelle nei materiali in via di perfezionamento. La nanoindentazione fornisce informazioni sul limite elastico e sul carico di snervamento, oltre a durezza, modulo elastico, creep, tenacità alla frattura, ecc. e ciò la rende uno strumento metrologico versatile.
I dati di sollecitazione-deformazione forniti dalla nanoindentazione in questo studio identificano il limite elastico del materiale pur penetrando solo 1,2 micron nella superficie. Utilizziamo la CSM per determinare come si sviluppano le proprietà meccaniche dei materiali man mano che un penetratore si spinge in profondità nella superficie. Ciò è particolarmente utile nelle applicazioni con film sottili, dove le proprietà possono dipendere dalla profondità. La nanoindentazione è un metodo minimamente invasivo per confermare le proprietà dei materiali nei campioni di prova.
Il test CSM è utile per misurare le proprietà del materiale in funzione della profondità. È possibile eseguire prove cicliche a carichi costanti per determinare proprietà più complesse del materiale. Ciò può essere utile per studiare la fatica o eliminare l'effetto della porosità per ottenere il vero modulo elastico.
Obiettivo di misurazione
In questa applicazione, il tester meccanico Nanovea utilizza il CSM per studiare la durezza e il modulo elastico in funzione della profondità e dei dati di sollecitazione-deformazione su un campione di acciaio standard. L'acciaio è stato scelto per le sue caratteristiche comunemente riconosciute per mostrare il controllo e l'accuratezza dei dati di sollecitazione-deformazione su scala nanometrica. È stata utilizzata una punta sferica con un raggio di 5 micron per raggiungere sollecitazioni sufficientemente elevate oltre il limite elastico dell'acciaio.
Condizioni e procedure di prova
Sono stati utilizzati i seguenti parametri di indentazione:
Risultati:
L'aumento del carico durante le oscillazioni fornisce la seguente curva di profondità rispetto al carico. Sono state condotte oltre 100 oscillazioni durante il carico per trovare i dati di sollecitazione-deformazione man mano che il penetratore penetra nel materiale.
Abbiamo determinato le sollecitazioni e le deformazioni in base alle informazioni ottenute ad ogni ciclo. Il carico massimo e la profondità ad ogni ciclo ci permettono di calcolare la sollecitazione massima applicata al materiale in ogni ciclo. La deformazione è calcolata in base alla profondità residua ad ogni ciclo, a seguito dello scarico parziale. Questo ci permette di calcolare il raggio dell'impronta residua dividendo il raggio della punta per ottenere il fattore di deformazione. Il grafico delle sollecitazioni rispetto alle deformazioni del materiale mostra le zone elastiche e plastiche con le corrispondenti sollecitazioni elastiche limite. I nostri test hanno determinato che la transizione tra le zone elastiche e plastiche del materiale è di circa 0,076 deformazioni con un limite elastico di 1,45 GPa.
Ogni ciclo agisce come una singola rientranza, per cui, aumentando il carico, si eseguono prove a varie profondità controllate nell'acciaio. In questo modo, la durezza e il modulo elastico in funzione della profondità possono essere tracciati direttamente dai dati ottenuti per ogni ciclo.
Man mano che il penetratore penetra nel materiale, la durezza aumenta e il modulo elastico diminuisce.
Conclusione
Abbiamo dimostrato che il tester meccanico Nanovea fornisce dati affidabili sulla sollecitazione-deformazione. L'uso di una punta sferica con indentazione CSM consente di misurare le proprietà del materiale in condizioni di maggiore stress. Il carico e il raggio del penetratore possono essere modificati per testare vari materiali a profondità controllate. I tester meccanici Nanovea consentono di eseguire test di indentazione da una gamma di mN a 400N.
Misurazione confocale cromatica a 5 assi
Nanovea ha soddisfatto la richiesta di un sistema di misura a 5 assi combinato con un sensore di linea confocale cromatico per un rapido QC di pezzi specializzati. Guarda il video Video. Per saperne di più sui profilometri Nanovea Per saperne di più
Qualità della finitura di lavorazione grazie alla profilometria 3D
La finitura della lavorazione è il risultato di tecniche di taglio diverse che presentano caratteristiche superficiali diverse. La planarità, la rugosità e la struttura di una superficie tagliata/lavorata sono fondamentali per il suo utilizzo finale. Un taglio pulito e accurato riduce il lavoro di rettifica e di rimozione dei bordi grezzi. Ad esempio, quando si producono piastrelle di marmo, un taglio impreciso e ruvido può causare una mancata corrispondenza durante la posa del pavimento. La misurazione quantitativa della struttura della superficie, della consistenza, della rugosità e di altre caratteristiche è fondamentale per migliorare il processo di taglio/lavorazione e le misure di controllo della qualità.
Qualità della finitura di lavorazione grazie alla profilometria 3D
Fallimento del rivestimento scanalato dello stent mediante test di nano graffiatura
Lo stent a rilascio di farmaco è un approccio innovativo nella tecnologia degli stent. Possiede un rivestimento polimerico biodegradabile e biocompatibile che rilascia farmaci in modo lento e continuo nell'arteria locale per inibire l'ispessimento intimale e prevenire un nuovo blocco dell'arteria. Una delle maggiori preoccupazioni è la delaminazione del rivestimento polimerico che trasporta lo strato a rilascio di farmaco dal substrato metallico dello stent. Per migliorare l'adesione di questo rivestimento al substrato, lo stent è stato progettato con forme diverse. In particolare, in questo studio, il rivestimento polimerico si trova in fondo alla scanalatura del filo metallico, il che comporta un'enorme sfida per la misurazione dell'adesione. È necessaria una tecnica affidabile per misurare quantitativamente la forza interfacciale tra il rivestimento polimerico e il substrato metallico. La forma particolare e il diametro ridotto della maglia dello stent (paragonabile a un capello umano) richiedono una precisione laterale X-Y ultrafine per individuare la posizione di prova e un controllo e una misurazione adeguati del carico e della profondità durante la prova.
Fallimento del rivestimento scanalato dello stent mediante test di nano graffiatura
L'ispezione in linea cambia le carte in tavola
Utilizzando l'ispezione in linea (SENSORI A PUNTI O A LINEA), l'esclusivo pacchetto software in linea di Nanovea è in grado di misurare e analizzare "in diretta" i parametri di rugosità e consistenza conformi agli standard per un massimo di 8 sensori a punti o fino a 4 sensori a linea. Il software dispone di numerose funzioni, tra cui criteri di accettazione e rifiuto specifici per ciascun sensore o media di tutti i sensori. Velocità di acquisizione di oltre 1.300.000 punti al secondo. È l'ideale per le misurazioni di film e fogli di carta e per altre applicazioni in linea. Nanovea fornisce il supporto per l'integrazione, compresa la struttura di montaggio specifica.
