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月別アーカイブ8月 2021

ポータブル3Dプロフィロメータによる有機物表面形状計測

有機表面形状

ポータブル3Dプロフィロメーターによる

作成者

CRAIG LEISING

はじめに

自然は、表面構造を改善するための重要なインスピレーションの宝庫となっています。自然界に見られる表面構造を理解することで、ヤモリの足を使った接着の研究、ナマコの質感変化を利用した抵抗力の研究、葉を使った撥水性の研究など、さまざまな研究が行われています。これらの表面は、生物医学から衣料品、自動車に至るまで、多くの応用が期待されています。これらの表面のブレークスルーを成功させるためには、表面特性を模倣し再現できるような製造技術を開発する必要があります。このプロセスこそ、識別と制御が必要なのです。

有機表面用ポータブル3D非接触光学式プロファイラの重要性

Chromatic Light テクノロジーを活用した NANOVEA Jr25 ポータブル 光学プロファイラー ほぼあらゆる材料を測定できる優れた能力を備えています。これには、自然界の幅広い表面特性に見られる、独特で急な角度、反射面と吸収面が含まれます。 3D 非接触測定により、完全な 3D 画像が提供され、表面の特徴をより完全に理解できるようになります。 3D 機能がなければ、自然の表面の識別は 2D 情報または顕微鏡画像のみに依存することになり、調査対象の表面を適切に模倣するのに十分な情報が得られません。製造を成功させるには、特にテクスチャー、形状、寸法などの表面特性の全範囲を理解することが重要です。

実験室レベルの結果を現場で簡単に得られることは、新しい研究の可能性を広げます。

測定目的

このアプリケーションでは ナノビア Jr25は、葉の表面を測定するために使用されます。3D表面スキャン後に自動的に計算される表面パラメータは無限にあります。

ここでは、3Dサーフェイスを確認し、選択
を含む、さらに分析が必要な領域があります。
表面粗さ、チャンネル、トポグラフィーの定量化および調査

ナノビア

JR25

試験条件

ファーローデプス

溝の平均密度16.471cm/cm2
平均溝深さ：97.428μm
最大深度：359.769μm

まとめ

このアプリケーションでは、どのように ナノビア Jr25ポータブル3D非接触光学式プロファイラーは、フィールドで葉の表面の形状とナノメートルスケールの詳細の両方を正確に特性評価することができます。これらの3D表面測定から、興味のある領域を素早く特定し、その後、無限の研究リストで分析することができます (寸法、粗さ 仕上がり形状、形状 形状、平坦度 反り 平面度、体積面積、段差 高さ など）。2次元の断面図を簡単に選択し、さらに詳細な分析を行うことができます。この情報により、表面測定リソースの完全なセットを使用して、有機表面を幅広く調査することができます。また、テーブルトップモデルに統合されたAFMモジュールにより、特別な関心領域もさらに分析することができます。

ナノビア また、フィールド調査用のポータブル高速形状測定器やラボ用システムも幅広く提供し、ラボサービスも行っています。

さて、次はアプリケーションについてです。

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水晶基板上の金コーティングの密着特性

金メッキの密着性

水晶基板上

作成者

DUANJIE LI博士号取得

はじめに

水晶振動子マイクロバランス（QCM）は、ナノグラムレベルの微小質量を精密に測定することができる非常に感度の高い質量センサーである。QCMは、水晶振動子の共振周波数の変化を検出することで、表面上の質量変化を測定するもので、板の両面に2つの電極が貼り付けられている。極めて微小な質量を測定できることから、質量、吸着、密度、腐食などの変化を検出・監視するさまざまな研究機器や産業機器のキーコンポーネントとして利用されている。

QCMのためのスクラッチテストの重要性

QCMは非常に正確な装置として、0.1ナノグラムまでの質量変化を測定します。水晶板上の電極の質量減少や剥離は、水晶によって検知され、大きな測定誤差の原因となる。そのため、正確で再現性のある質量測定を行うためには、電極コーティングの本質的な品質と、コーティング/基板システムの界面の完全性が重要な役割を果たします。マイクロスクラッチテストは、塗膜の相対的な凝集力や付着力を評価するための比較測定法として広く用いられており、破損が発生する臨界荷重の比較に基づいています。QCMの信頼性の高い品質管理のための優れたツールです。

測定目的

このアプリケーションでは ナノビア メカニカルテスターマイクロ スクラッチ モードでは、QCM サンプルの石英基板上の金コーティングの凝集力と接着強度を評価するために使用されます。の能力を紹介したいと思います。 ナノビア デリケートな試料の微小な傷を高精度、高再現性で試験する機械式試験機です。

ナノビア

PB1000

ナノインデンター・スクラッチテスター Nanovea PB1000
試験条件

があります。 ナノビア PB1000メカニカルテスターを使用し、以下にまとめた試験パラメータを用いてQCMサンプルのマイクロスクラッチ試験を実施しました。結果の再現性を確保するため、3回のスクラッチが行われました。

LOAD TYPE。 プログレッシブ

初期荷重

0.01 N

最終荷重

30 N

ATMOSPHERE: 空気 24°C

滑りスピード

2mm/分

滑り距離

2mm

結果・考察

QCM試料のフルマイクロスクラッチトラックは、以下のとおりです。 図1.図2には，異なる臨界荷重における破壊挙動が示されている。ここで、臨界荷重LC1 は，スクラッチトラックで最初に接着破壊の兆候が見られる荷重と定義し，LC2 は繰り返し接着破壊が起こる荷重であり，LC3 は、コーティングが基板から完全に剥離する荷重である。Lでチッピングがほとんど発生しないことがわかる。C1 11.15Nとなり、コーティング不良の最初の兆候となった。 

マイクロスクラッチ試験中に常態荷重が増加し続けるため，L.S.A.以降に繰り返し接着破壊が発生する。C2 の場合、16.29N。C3 の19.09Nに達すると、コーティングは石英基板から完全に剥離する。このような臨界荷重は、コーティングの凝集力と接着力を定量的に比較し、目的とする用途に最適な候補を選択するために利用することができます。

図1: QCMサンプルのフルマイクロスクラッチトラック。

図2: 異なる臨界荷重でのマイクロスクラッチトラック。

図3 は、摩擦係数と深さの変化をプロットしたもので、マイクロスクラッチ試験中のコーティング破損の進行について、より深い洞察を与える可能性があります。

図3: マイクロスクラッチ試験中のCOFとDepthの変化。

まとめ

この研究で、私たちは以下のことを示しました。 ナノビア メカニカルテスターは、QCM試料に対して信頼性の高い正確な微小スクラッチ試験を実施します。制御された厳密にモニターされた方法で直線的に増加する荷重を加えることにより、スクラッチ測定は、典型的な凝集性及び接着性コーティングの破壊が発生する臨界荷重を特定することを可能にします。コーティングの本質的な品質とQCM用コーティング/基板システムの界面保全性を定量的に評価・比較する優れたツールを提供します。

のナノ、マイクロ、マクロの各モジュールに対応。 ナノビア メカニカルテスターは、ISOやASTMに準拠した圧痕、スクラッチ、摩耗試験モードを備えており、1つのシステムで最も幅広く、最も使いやすい試験方法を提供します。 ナノビアの比類なき製品群は、硬度、ヤング率、破壊靭性、接着性、耐摩耗性など、薄手または厚手、軟質または硬質のコーティング、フィルム、基材のあらゆる機械特性を測定するための理想的なソリューションです。

さらに、オプションの3次元非接触プロファイラとAFMモジュールを使用すれば、粗さや反りなどの表面測定に加え、圧痕、傷、摩耗痕を高解像度で3次元イメージングすることも可能です。

さて、次はアプリケーションについてです。

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