{"id":10121,"date":"2020-12-29T22:20:45","date_gmt":"2020-12-29T22:20:45","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=10121"},"modified":"2025-05-22T20:48:07","modified_gmt":"2025-05-22T20:48:07","slug":"misura-dellusura-in-situ-ad-alta-temperatura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/it\/misura-dellusura-in-situ-ad-alta-temperatura\/","title":{"rendered":"Misura dell'usura in situ ad alta temperatura"},"content":{"rendered":"
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MISURAZIONE DELL'USURA IN SITU\nAD ALTA TEMPERATURA<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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UTILIZZANDO IL TRIBOMETRO<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Preparato da<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Duanjie Li, PhD<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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INTRODUZIONE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Il trasformatore differenziale variabile lineare (LVDT) \u00e8 un tipo di trasformatore elettrico robusto utilizzato per misurare lo spostamento lineare. \u00c8 stato ampiamente utilizzato in una variet\u00e0 di applicazioni industriali, tra cui turbine di potenza, idraulica, automazione, aerei, satelliti, reattori nucleari e molte altre.<\/p>\n

In questo studio presentiamo i componenti aggiuntivi di LVDT e moduli ad alta temperatura di NANOVEA Tribometro<\/a> che consentono di misurare la variazione della profondit\u00e0 della traccia di usura del campione testato durante il processo di usura a temperature elevate. Ci\u00f2 consente agli utenti di correlare le diverse fasi del processo di usura con l\u2019evoluzione del COF, che \u00e8 fondamentale per migliorare la comprensione fondamentale del meccanismo di usura e delle caratteristiche tribologiche dei materiali per applicazioni ad alta temperatura.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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OBIETTIVO DI MISURAZIONE<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In questo studio vogliamo illustrare la capacit\u00e0 del Tribometro NANOVEA T50 di monitorare in situ l'evoluzione del processo di usura dei materiali a temperature elevate.<\/i><\/p>

Il processo di usura della ceramica di silicato di allumina a diverse temperature viene simulato in modo controllato e monitorato.<\/i><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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NANOVEA<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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T50<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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PROCEDURA DI PROVA<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Il comportamento tribologico, ad esempio il coefficiente di attrito, COF, e la resistenza all'usura delle piastre ceramiche di silicato di allumina sono stati valutati con il tribometro NANOVEA. Le piastre in ceramica di silicato di allumina sono state riscaldate in un forno da temperatura ambiente (RT) a temperature elevate (400\u00b0C e 800\u00b0C), seguite da test di usura a tali temperature.\u00a0<\/p>

Per confronto, le prove di usura sono state eseguite quando il campione si \u00e8 raffreddato da 800\u00b0C a 400\u00b0C e poi a temperatura ambiente. Una punta a sfera di AI2O3 (diametro 6 mm, grado 100) \u00e8 stata applicata ai campioni testati. La COF, la profondit\u00e0 di usura e la temperatura sono state monitorate in situ.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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PARAMETRI DEL TEST<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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della misura pin-on-disk<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Il tasso di usura, K, \u00e8 stato valutato utilizzando la formula K=V\/(Fxs)=A\/(Fxn), dove V \u00e8 il volume usurato, F \u00e8 il carico normale, s \u00e8 la distanza di scorrimento, A \u00e8 l'area della sezione trasversale della pista di usura e n \u00e8 il numero di giri. La rugosit\u00e0 superficiale e i profili delle tracce di usura sono stati valutati con il profilatore ottico NANOVEA e la morfologia delle tracce di usura \u00e8 stata esaminata con un microscopio ottico.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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RISULTATI E DISCUSSIONE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La COF e la profondit\u00e0 della traccia di usura registrate in situ sono mostrate rispettivamente in FIGURA 1 e FIGURA 2. In FIGURA 1, \"-I\" indica il test eseguito quando la temperatura \u00e8 stata aumentata da RT a una temperatura elevata. \"-D\" rappresenta la diminuzione della temperatura a partire da una temperatura elevata di 800\u00b0C.<\/p>

Come mostrato in FIGURA 1, i campioni testati a diverse temperature presentano un COF comparabile di ~0,6 durante tutte le misurazioni. Un COF cos\u00ec elevato porta a un processo di usura accelerato che crea una quantit\u00e0 sostanziale di detriti. La profondit\u00e0 della traccia di usura \u00e8 stata monitorata durante le prove di usura mediante LVDT, come illustrato in FIGURA 2. I test eseguiti a temperatura ambiente prima del riscaldamento del campione e dopo il raffreddamento del campione mostrano che la piastra in ceramica di silicato di allumina mostra un processo di usura progressivo a RT, la profondit\u00e0 della traccia di usura aumenta gradualmente durante il test di usura fino a ~170 e ~150 \u03bcm, rispettivamente.\u00a0<\/span><\/p>

In confronto, le prove di usura a temperature elevate (400\u00b0C e 800\u00b0C) mostrano un comportamento diverso: la profondit\u00e0 della traccia di usura aumenta rapidamente all'inizio del processo di usura e rallenta con il proseguire della prova. Le profondit\u00e0 delle tracce di usura per le prove eseguite alle temperature di 400\u00b0C-I, 800\u00b0C e 400\u00b0C-D sono rispettivamente di ~140, ~350 e ~210 \u03bcm.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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FIGURA 1. <\/i><\/b>\nCoefficiente di attrito durante i test pin-on-disk a diverse temperature<\/span><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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FIGURA 2. <\/i><\/b>\nEvoluzione della profondit\u00e0 della traccia di usura della piastra ceramica di silicato di allumina a diverse temperature<\/span> \n
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La velocit\u00e0 media di usura e la profondit\u00e0 della traccia di usura delle piastre ceramiche di silicato di allumina a diverse temperature sono state misurate utilizzando NANOVEA<\/i><\/b> Optical Profiler come riassunto in FIGURA 3<\/i><\/b>. La profondit\u00e0 della traccia di usura \u00e8 in accordo con quella registrata con LVDT. La piastra in ceramica di silicato di allumina mostra un tasso di usura sostanzialmente aumentato, pari a ~0,5 mm3\/Nm a 800\u00b0C, rispetto ai tassi di usura inferiori a 0,2mm3\/N a temperature inferiori a 400\u00b0C. La piastra in ceramica di silicato di allumina non mostra propriet\u00e0 meccaniche\/tribologiche significativamente migliorate dopo il breve processo di riscaldamento, possedendo un tasso di usura comparabile prima e dopo il trattamento termico.<\/p>

La ceramica di silicato di allumina, nota anche come pietra lavica e pietra delle meraviglie, \u00e8 morbida e lavorabile prima del trattamento termico. Un lungo processo di cottura a temperature elevate, fino a 1093\u00b0C, pu\u00f2 aumentarne sostanzialmente la durezza e la resistenza, dopodich\u00e9 \u00e8 necessaria la lavorazione al diamante. Questa caratteristica unica rende la ceramica di silicato di allumina un materiale ideale per la scultura.<\/span><\/p>

In questo studio, dimostriamo che il trattamento termico a una temperatura inferiore a quella richiesta per la cottura (800\u00b0C contro 1093\u00b0C) in tempi brevi non migliora le caratteristiche meccaniche e tribologiche della ceramica di silicato di allumina, rendendo la corretta cottura un processo essenziale per questo materiale prima del suo utilizzo nelle applicazioni reali.<\/p>

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FIGURA 3. <\/i><\/b>\nTasso di usura e profondit\u00e0 della traccia di usura del campione a diverse temperature<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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CONCLUSIONE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Sulla base dell'analisi tribologica completa di questo studio, dimostriamo che la piastra in ceramica di silicato di allumina presenta un coefficiente di attrito comparabile a diverse temperature, dalla temperatura ambiente a 800\u00b0C. Tuttavia, mostra un tasso di usura sostanzialmente aumentato, pari a ~0,5 mm3\/Nm a 800\u00b0C, dimostrando l'importanza di un adeguato trattamento termico di questa ceramica.<\/p>

I tribometri NANOVEA sono in grado di valutare le propriet\u00e0 tribologiche dei materiali per applicazioni ad alte temperature, fino a 1000\u00b0C. La funzione di misurazione in situ della COF e della profondit\u00e0 della traccia di usura consente agli utenti di correlare le diverse fasi del processo di usura con l'evoluzione della COF, che \u00e8 fondamentale per migliorare la comprensione fondamentale del meccanismo di usura e delle caratteristiche tribologiche dei materiali utilizzati a temperature elevate.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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I tribometri NANOVEA offrono test di usura e attrito precisi e ripetibili utilizzando modalit\u00e0 rotative e lineari conformi alle norme ISO e ASTM, con moduli opzionali per l'usura ad alta temperatura, la lubrificazione e la tribocorrosione disponibili in un unico sistema pre-integrato. La gamma impareggiabile di NANOVEA \u00e8 la soluzione ideale per determinare l'intera gamma di propriet\u00e0 tribologiche di rivestimenti, film e substrati sottili o spessi, morbidi o duri.<\/p>

Sono disponibili profilatori 3D senza contatto opzionali per l'acquisizione di immagini 3D ad alta risoluzione delle tracce di usura, oltre ad altre misure di superficie come la rugosit\u00e0.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Avete un'applicazione simile?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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IN SITU WEAR MEASUREMENT AT HIGH TEMPERATURE USING TRIBOMETER Prepared by Duanjie Li, PhD INTRODUCTION The Linear Variable Differential Transformer (LVDT) is a type of robust electrical transformer used to measure linear displacement. It has been widely used in a variety of industrial applications, including power turbines, hydraulics, automation, aircraft, satellites, nuclear reactors, and many […]<\/p>","protected":false},"author":7,"featured_media":9985,"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":[7,378,349,373,336],"tags":[],"class_list":["post-10121","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-notes","category-high-temperature-tribology","category-laboratory-testing","category-rotational-tribology","category-tribology-testing"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10121","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10121"}],"version-history":[{"count":85,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10121\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":24755,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10121\/revisions\/24755"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media\/9985"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10121"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10121"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10121"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}