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カテゴリーラボラトリーテスト

 

ピンオンディスク型トライボメータによるストリベックカーブの連続測定

はじめに

可動面の摩耗/摩擦を低減するために潤滑を施す場合、界面の潤滑接触は、境界潤滑、混合潤滑、流体力学的潤滑など、いくつかのレジームから移行することができます。このとき、流体膜の厚さが大きな役割を果たしますが、これは主に流体粘度、界面に加わる荷重、2つの面の相対速度によって決まります。潤滑体制がどのように摩擦に反応するかは、Stribeck [1-4]曲線と呼ばれるもので示されます。

この研究では、連続的なストライベック曲線を測定できることを初めて実証しました。ナノベアを使用する トライボメータ 15000 rpm から 0.01 rpm までの高度な無段階速度制御により、10 分以内にソフトウェアが完全なストライベック曲線を直接提供します。シンプルな初期設定では、従来のストライベック曲線測定でデータをつなぎ合わせる必要があった複数のテストを実行したり、さまざまな速度で段階的な手順をプログラムしたりする必要がなく、指数関数的ランプ モードを選択し、初期速度と最終速度を入力するだけで済みます。この進歩により、潤滑剤レジーム評価全体にわたって正確なデータが提供され、時間とコストが大幅に削減されます。このテストは、さまざまな産業工学用途で使用できる大きな可能性を示しています。

 

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太陽電池の表面粗さと特徴

ソーラーパネルテストの重要性

太陽電池のエネルギー吸収を最大化することは、再生可能な資源としてこの技術が生き残るための鍵である。何層ものコーティングとガラスの保護により、太陽電池が機能するために必要な光の吸収、透過、反射を可能にしている。一般消費者向けの太陽電池のほとんどは15~18%の効率で動作するため、そのエネルギー出力を最適化することは継続的な戦いである。


表面の粗さが光の反射率に極めて重要な役割を果たすことは、研究によって明らかになっている。ガラスの初期層は、光の反射を軽減するために可能な限り平滑でなければならないが、その後の層はこのガイドラインに従わない。それぞれの空乏ゾーンで光が散乱する可能性を高め、セル内での光の吸収を増加させるために、各コーティングの界面にはある程度の粗さが必要である1。これらの領域の表面粗さを最適化することで、太陽電池がその能力を最大限に発揮できるようになります。ナノベアHS2000高速センサーを使用すれば、表面粗さを迅速かつ正確に測定することができます。



測定目的

この研究では、ナノベアの能力を紹介する。 プロフィロメーター 太陽電池の表面粗さと幾何学的特徴を測定することにより、高速センサー付きHS2000を使用します。このデモンストレーションでは、ガラスで保護されていない単結晶太陽電池を測定しますが、この方法は他のさまざまなアプリケーションにも使用できます。




試験方法と手順

太陽電池の表面測定には、以下の試験パラメータを使用した。




結果および考察

下に描かれているのは、太陽電池の2Dフォールスカラー図と、それぞれの高さパラメータを持つ表面の領域抽出です。両方の表面にガウシアンフィルターを適用し、抽出された領域を平坦化するために、より積極的なインデックスを使用しました。これにより、カットオフ指数より大きな形状(またはうねり)は除外され、太陽電池の粗さを表す特徴が残されます。











グリッドラインの幾何学的特性を測定するために、グリッドラインの方向に対して垂直なプロファイルを撮影したのが次の図である。グリッドラインの幅、段差、ピッチは、太陽電池の任意の位置で測定することができます。









結論





この研究では、単結晶太陽電池の表面粗さと特徴を測定するナノベア HS2000 ラインセンサーの能力を展示することができました。複数のサンプルの正確な測定を自動化し、合否判定を設定できるナノベアラインセンサは、品質管理検査に最適な選択肢です。

参考

1 ショルツ,ルボミールラダニ,リボルミュレロヴァ,ヤルミラ"Influence of Surface Roughness on Optical Characteristics of Multilayer Solar Cells " Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol.12, no.6, 2014, pp.631-638.

さて、次はアプリケーションについてです。

携帯電話用スクリーンプロテクトの耐傷性

携帯電話用スクリーンプロテクトの耐傷性

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スクリーンプロテクターのテストの重要性

携帯電話の画面は、飛散や傷に強い設計になっていますが、それでも損傷を受けやすいものです。日常的に携帯電話を使用することで、傷やひび割れが蓄積されるなど、消耗が激しくなります。このような画面の修理には費用がかかるため、画面の耐久性を高めるために、スクリーンプロテクターは一般的に購入され使用されている手頃な破損防止アイテムです。


ナノベアーのPB1000メカニカルテスターのマクロモジュールとアコースティックエミッション(AE)センサーを併用することで、スクリーンプロテクターがスクラッチ1試験で破損を示す臨界荷重を明確に特定し、2種類のスクリーンプロテクターの比較試験を実施することができます。


スクリーンプロテクターの素材には、TPU(熱可塑性ポリウレタン)と強化ガラスの2種類が一般的です。この2つのうち、強化ガラスは衝撃や傷を防ぐ効果が高いため、最も優れているとされています。しかし、最も高価でもあります。一方、TPUスクリーンプロテクターは安価で、プラスチック製のスクリーンプロテクターを好む消費者に人気のある選択肢です。スクリーンプロテクターは傷や衝撃を吸収するように設計されており、通常、脆い特性を持つ材料で作られているため、in-situ AE検出と組み合わせた制御スクラッチ試験は、凝集破壊(クラック、チッピング、破壊など)や接着破壊(剥離、剥落など)が発生する負荷を判断するのに最適の試験設定と言えます。



測定目的

この研究では、Nanovea社のPB1000メカニカルテスターのマクロモジュールを使用して、2種類の市販スクリーンプロテクターに対して3回のスクラッチテストを実施しました。アコースティックエミッションセンサーと光学顕微鏡を使用し、各スクリーンプロテクターに不具合が発生した際の臨界荷重を特定しました。




試験方法と手順

Nanovea PB1000 メカニカルテスターを使用して、携帯電話のスクリーンに貼られた2つのスクリーンプロテクターを摩擦センサーテーブルにクランプダウンしてテストしました。すべての傷の試験パラメータは、以下の表1にまとめられています。




結果および考察

スクリーンプロテクターは素材が異なるため、故障の種類もそれぞれ異なる。TPUスクリーンプロテクターでは致命的な故障が1つだけ発生したのに対し、強化ガラススクリーンプロテクターでは2つ発生しました。各サンプルの結果を以下の表2に示します。臨界荷重#1は、スクリーンプロテクターが顕微鏡下で凝集破壊の兆候を示し始めた荷重と定義されます。臨界荷重#2は、アコースティックエミッションのグラフデータで最初に見られるピークの変化で定義されます。


TPUスクリーンプロテクターでは、臨界荷重#2は、携帯電話のスクリーンからプロテクターが目に見えて剥がれ始めた傷の位置と相関しています。臨界荷重#2を超えると、残りのスクラッチテストで携帯電話の画面表面にスクラッチが発生しました。強化ガラス製スクリーンプロテクターでは、臨界荷重#1が放射状の割れが発生し始めた位置と相関しています。臨界荷重#2は、より高荷重でスクラッチの終盤に発生します。音響放射はTPUスクリーンプロテクターよりも大きな大きさですが、携帯電話のスクリーンにダメージはありませんでした。どちらの場合も、臨界荷重#2は深さの大きな変化に対応し、圧子がスクリーンプロテクターを貫通したことを示しています。













結論




この研究では、Nanovea PB1000 メカニカルテスターが制御された再現性のあるスクラッチ試験を実施し、同時にアコースティックエミッション検出を使用して TPU および強化ガラス製のスクリーンプロテクターで接着および凝集破壊が発生する荷重を正確に特定できることを紹介しています。本書で紹介する実験データは、強化ガラスが携帯電話のスクリーンの傷防止に最も適しているという当初の想定を裏付けるものです。


Nanovea メカニカル テスターは、ISO および ASTM 準拠の Nano および Micro モジュールを使用して、正確で再現性のある押し込み、傷、摩耗の測定機能を提供します。の メカニカルテスター は完全なシステムであり、薄いか厚いか、柔らかいか硬いコーティング、フィルム、および基材のあらゆる機械的特性を決定するための理想的なソリューションです。

さて、次はアプリケーションについてです。

ナノビアトライボメータT50による潤滑目薬の比較検討

点眼薬テストの重要性

目薬は、さまざまな目の疾患によって引き起こされる症状を緩和するために使用されます。例えば、軽い目の炎症(乾燥や充血など)の治療、緑内障の発症を遅らせること、感染症の治療などに使用されます。市販の目薬は、主に乾燥の治療に使用されます。目の潤滑に対する効果は、摩擦係数試験で比較・測定することができます。
 
ドライアイは、コンピュータによる眼精疲労や厳しい天候の屋外での活動など、さまざまな要因で引き起こされることがあります。優れた潤滑性のある目薬は、目の外側の表面の水分を維持し補うのを助けます。これにより、ドライアイに伴う不快感、ほてり、炎症、充血を緩和することができます。目薬の摩擦係数(COF)を測定することで、その潤滑効果や他の点眼剤との比較を行うことができます。

測定目的

本研究では,Nanovea T50トライボメーターのピンオンディスク装置を用いて,3種類の目薬用潤滑液の摩擦係数(COF)を測定した.

試験方法と手順

直径6mmのアルミナ製球状ピンをスライドグラスに貼り付け、各目薬液を両表面間の潤滑油として作用させた。すべての実験に使用した試験パラメータは、以下の表1にまとめた。

結果および考察

試験した3種類の点眼液の摩擦係数の最大値、最小値、平均値を以下の表2に示す。また、各目薬のCOF v. Revolutionsグラフを図2〜4に示す。各試験におけるCOFは、全試験時間のほとんどにおいて、比較的一定であった。サンプルAは、最も低い平均COFを示し、最も優れた潤滑特性を有していることが示された。

 

結論

本研究では、Nanovea T50トライボメーターを用いて、3種類の点眼液の摩擦係数を測定し、その機能を紹介します。その結果、サンプルAは他の2つのサンプルと比較して、摩擦係数が低く、潤滑性に優れていることがわかりました。

ナノベーア トライボメータ は、ISO および ASTM に準拠した回転モジュールおよび直線モジュールを使用して、正確で再現性のある摩耗および摩擦試験を提供します。また、オプションの高温摩耗、潤滑、摩擦腐食モジュールも 1 つの事前統合システムで利用できます。このような多用途性により、ユーザーは実際のアプリケーション環境をより適切にシミュレートし、さまざまな材料の摩耗メカニズムやトライボロジー特性の基本的な理解を向上させることができます。

さて、次はアプリケーションについてです。

メカニカルテスターPB1000による類似サンプルのマルチスクラッチ自動化

はじめに :

コーティングは、その機能的な特性から、さまざまな産業で広く使用されています。硬度、耐侵食性、低摩擦性、高耐摩耗性など、コーティングが重要視される特性は数多くあります。これらの特性を数値化する方法として一般的に用いられているのがスクラッチ試験で、これによりコーティングの粘着性や凝集性を繰り返し測定することができます。破壊が起こる臨界荷重を比較することで、コーティングの本質的な特性を評価することができます。

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回転摩耗と直線摩耗、COFは?(ナノベーストライボメータを用いた総合的検討)

摩耗とは、反対側の表面の機械的作用の結果として、表面上の材料が除去および変形するプロセスです。一方向の滑り、回転、速度、温度など、さまざまな要因の影響を受けます。摩耗、トライボロジーの研究は、物理学、化学から機械工学、材料科学に至るまで、多くの分野に及びます。摩耗の複雑な性質には、凝着摩耗、摩耗摩耗、表面疲労、フレッティング摩耗、エローシブ摩耗などの特定の摩耗メカニズムまたはプロセスに向けた個別の研究が必要です。ただし、「産業摩耗」には通常、複数の摩耗メカニズムが相乗して発生します。

直線往復摩耗試験と回転 (ピンオンディスク) 摩耗試験は、材料の滑り摩耗挙動を測定するために広く使用されている ASTM 準拠のセットアップです。摩耗試験方法の摩耗率の値は、材料の組み合わせの相対的な順位を予測するためによく使用されるため、さまざまな試験設定を使用して測定された摩耗率の再現性を確認することが非常に重要です。これにより、ユーザーは文献で報告されている摩耗率の値を注意深く検討することができます。これは材料の摩擦学的特性を理解する上で重要です。

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バネ定数のナノメカニクス的特性評価

機械的なエネルギーを蓄えることができるバネの歴史は古く、狩猟のための弓からドアの鍵まで、バネの技術は何世紀にもわたって使われてきた。狩猟のための弓からドアの鍵まで、バネの技術は何世紀にもわたって存在してきました。現在では、マットレスやペン、自動車のサスペンションなど、私たちの生活に欠かせない存在として、バネに依存しています。このように用途や設計が多岐に渡るため、その機械的特性を定量的に把握する能力が必要とされます。

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カキ殻の高速特性評価

複雑な形状の大型サンプルは、サンプルの準備、サイズ、鋭角、湾曲のために作業が困難な場合があります。この研究では、Nanovea HS2000 ラインセンサが複雑な形状の大きな生体試料をスキャンできることを実証するために、カキ殻をスキャンします。この研究では生物学的なサンプルを使用しましたが、同じコンセプトは他のサンプルにも適用できます。

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メカニカルブロードビュー地図選択ツール

時は金なり」という言葉を聞いたことがあると思います。多くの企業が、さまざまなプロセスを迅速化し、改善する方法を常に求めているのは、そのためです。ナノベアメカニカルテスターを使用すれば、圧痕試験に関して、スピード、効率、精度を品質管理または研究開発プロセスに組み込むことができます。このアプリケーションノートでは、ナノベアメカニカルテスターとブロードビューマップおよび選択ツールソフトウェアの機能を用いて、時間を節約する簡単な方法を紹介します。

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フローリングの表面仕上げ検査

 

木材仕上げのプロファイリングの重要性

様々な産業において、木材仕上げの目的は、化学的、機械的、生物学的などの様々な種類のダメージから木の表面を保護すること、および/または特定の視覚的美観を提供することです。メーカーやバイヤーにとって、木材仕上げの表面特性を定量化することは、木材の品質管理や仕上げ工程の最適化にとって不可欠なことです。このアプリケーションでは、Nanovea 3D 非接触型プロフィロメータを使用して定量化できるさまざまな表面特性について説明します。


木製の表面に存在する粗さと質感の量を定量化することは、その用途の要件を満たすことができることを確認するために知ることが不可欠となる場合があります。定量的で再現性のある信頼性の高い表面検査方法に基づいて仕上げ工程を洗練させたり、木の表面の品質をチェックすることで、メーカーは管理された表面処理を行うことができ、バイヤーはニーズに合わせて木の材料を検査し選択することができるようになります。



測定目的

この研究では、高速 Nanovea HS2000 プロフィロメーター 非接触プロファイリング ライン センサーを備えた 3 つのフローリング サンプルの表面仕上げを測定し、比較するために使用されました。アンティーク バーチ ハードウッド、コートシップ グレー オーク、サントス マホガニーのフローリングです。 3 種類の表面積とスキャンの包括的な詳細分析を測定する際に、速度と精度の両方を実現する Nanovea 非接触式表面形状計の機能を紹介します。





試験方法と手順




結果および考察

サンプル説明です。コートシップグレーオークとサントスマホガニーフローリングは、ラミネートフローリングタイプのフローリングです。コートシップグレーオークは、光沢を抑えた質感のあるスレートグレーのサンプルで、EIR仕上げです。Santos Mahoganyは、高光沢で濃いワインレッドのサンプルで、仕上げ済みです。Antique Birch Hardwoodは、7層の酸化アルミニウム仕上げで、日常的な磨耗を防止します。

 





アンティークバーチハードウッド






コートシップ・グレーオーク






サントス・マホガニー




ディスカッション

すべてのサンプルのSa値には、明確な違いがあります。最も滑らかだったのはアンティークバーチハードウッドでSaは1.716μm、次いでサントスマホガニーでSaは2.388μm、そしてコートシップグレーオークではSaが11.17μmと大幅に上昇しています。P値とR値も一般的な粗さの値で、表面に沿った特定のプロファイルの粗さを評価するために使用することができます。コートシップグレイオークは、木材の細胞や繊維の方向に沿って亀裂のような特徴に満ちた粗いテクスチャーを有しています。コートシップグレイオークのサンプルは、その表面の質感から、追加の分析が行われました。コートシップグレイオークのサンプルでは、スライスを用いて、より平らで均一な表面からひび割れの深さと体積を分離し、計算しました。



結論




このアプリケーションでは、Nanovea HS2000 高速度プロフィロメータを使用して、木材サンプルの表面仕上げを効果的かつ効率的に検査できることを示しました。表面仕上げの測定は、硬質フローリングの製造業者と消費者の両方にとって、製造プロセスの改善方法や特定の用途に最適な製品を選択する方法を理解する上で重要であることが証明されます。

さて、次はアプリケーションについてです。