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AR アプリケーションノート
3Dプロフィロメトリーによる乾式壁のテクスチャーとピッティング
乾式壁の質感と粗さは、最終製品の品質と外観において非常に重要です。塗装された乾式壁の耐湿性に及ぼす表面の質感や凹凸の影響をより良く理解することで、最良の製品を選択し、塗装技術を最適化して最良の結果を得ることができます。塗装表面の品質を定量的に評価するために、定量的で迅速かつ信頼性の高い表面検査が必要とされています。ナノベア3D非接触プロフィロメーターは、サンプル表面を精密に測定する独自の能力を持つクロマティックコンフォーカル技術を利用しています。ラインセンサー技術により、大きな乾式壁面でも数分でスキャンを完了することができます。
サイクリックナノインデンテーションによる応力-歪み測定
サイクリックナノインデンテーションによる応力-歪み測定
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ナノインデンテーションの重要性
で得られる連続剛性測定（CSM）。 ナノインデンテーション は、低侵襲な方法で材料の応力-歪み関係を明らかにします。従来の引張試験法とは異なり、ナノインデンテーションでは、大きな装置を必要とせずに、ナノスケールでの応力-歪みデータを得ることができます。応力-歪み曲線は、試料にかかる荷重が増加するにつれて、弾性挙動と塑性挙動の間の閾値に関する重要な情報を提供します。CSMは、危険な装置を使わずに材料の降伏応力を測定することができます。
ナノインデンテーションは、応力-ひずみデータを迅速に調査するための、信頼性が高く使いやすい方法を提供します。さらに、ナノスケールで応力-ひずみ挙動を測定することで、材料の微細なコーティングや粒子について、重要な特性をより高度に研究することが可能になります。ナノインデンテーションは、硬度、弾性係数、クリープ、破壊靭性などに加えて、弾性限界と降伏強度の情報を提供し、多目的な計測機器となっています。
この研究で得られたナノインデンテーションによる応力-ひずみデータは、表面からわずか1.2ミクロンの深さまで入りながら、材料の弾性限界を特定するものです。私たちはCSMを用いて、圧子が表面に深く入り込むにつれて材料の機械的特性がどのように変化するかを調べています。これは、特性が深さに依存する可能性がある薄膜アプリケーションで特に有用です。ナノインデンテーションは、試験片の材料特性を確認するための最小限の侵襲的な方法です。
CSM試験は、深さに対する材料特性の測定に有効です。より複雑な材料特性を測定するために、一定の荷重で繰り返し試験を実施することができます。これは、疲労の研究や、多孔性の影響を排除して真の弾性率を求めるのに有効です。
測定目的
このアプリケーションでは、ナノベアメカニカルテスターがCSMを使用して、標準的なスチールサンプルの硬度と弾性率の対深度および応力-歪みデータを調査しています。鋼鉄は、ナノスケールの応力-ひずみデータの制御と精度を表示するために、一般的に認識されている特性から選択されました。鋼鉄の弾性限界を超える十分な高応力に到達するため、半径5ミクロンの球状チップを使用しました。
試験条件と手順
以下の圧痕パラメータを使用した。
結果
振動中に荷重を増加させると、次のような深さ対荷重の曲線が得られます。圧子が材料を貫通する際の応力-歪みデータを求めるため、荷重をかけながら100回以上振動させた。
各サイクルで得られた情報から、応力とひずみを求めた。各サイクルでの最大荷重と深さから、各サイクルで材料に加わる最大応力を計算することができます。ひずみは、部分的な除荷による各サイクルでの残留深さから計算します。これにより、残留インプリントの半径を先端の半径で割って、ひずみ係数を算出することができます。材料の応力とひずみをプロットすると、弾性領域と塑性領域、それに対応する弾性限界応力が表示されます。私たちのテストでは、材料の弾性ゾーンと塑性ゾーンの間の移行は約0.076ひずみで、1.45GPaの弾性限界であることが判明しました。
各サイクルが1つのくぼみとして機能するため、荷重を増加させながら、鋼のさまざまな制御された深さで試験を実施します。そのため、各サイクルごとに得られたデータから、深さに対する硬度と弾性率を直接プロットすることができます。
圧子が材料に入り込むと、硬度が上がり、弾性率が下がることがわかります。
結論
ナノベアメカニカルテスターが信頼性の高い応力-ひずみデータを提供することを示しました。CSM圧痕を持つ球状チップを使用することで、応力が増加した状態での材料特性の測定が可能です。荷重と圧子半径を変更することで、様々な材料を制御された深さで試験することが可能です。ナノベアーのメカニカルテスターは、サブmNレンジから400Nまで、これらの圧痕試験を提供します。
3Dプロフィロメトリーによる加工仕上げ品質
加工仕上げは、異なる切削技術によって異なる表面形状を示す結果である。切断・加工された表面の平坦度、粗さ、質感は、その最終用途に不可欠である。正確できれいな切断面は、研磨や粗いエッジの除去などの作業を減らすことができる。例えば、大理石タイルを製造する場合、不正確で粗い切断は、タイル床の設置時に不一致を引き起こす可能性がある。 表面の質感や均一性、粗さなどを定量的に測定することは、切断・加工工程の改善や品質管理対策として非常に重要です。
ナノスクラッチ試験によるグルーブドステントコーティングの不具合
薬剤溶出性ステントは、ステント技術における新しいアプローチである。生分解性で生体適合性のあるポリマーコーティングを持ち、局所動脈でゆっくりと連続的に薬剤を放出し、内膜肥厚を抑制して動脈が再び閉塞するのを防ぐことができます。 大きな懸念のひとつは、薬剤溶出層を担持するポリマーコーティングが金属製ステント基材から剥離することである。このコーティングの基材への密着性を向上させるため、ステントはさまざまな形状に設計されている。特に本研究では、ポリマーコーティングがメッシュワイヤーの溝の底に位置するため、接着力測定に大きな課題をもたらしている。ポリマーコーティングと金属基材との界面強度を定量的に測定するために、信頼性の高い技術が必要とされています。ステントのメッシュは特殊な形状で直径が小さいため（人間の髪の毛ほど）、試験位置を特定するための超微細なX-Y横方向精度と、試験中の荷重と深さを適切に制御・測定する必要があります。
トライボメータによる窒化チタン皮膜のトライボロジー検査
使用中の工具の摩耗は、工具の寸法や機能に損失を生じさせます。これは、工具の寿命だけでなく、完成品の表面品位や寸法精度にも大きな影響を及ぼします。セラミック保護膜のトライボメカニカル特性は、工作機械のサービス性能と寿命を大幅に向上させることができます。このような保護膜の信頼性と精度の高いトライボロジー検査は、工具の品質性能を確保するために不可欠なものとなっています。
ブロックオンリングトライボメータオプション
ブロック・オン・リング試験は、異なるシミュレーション条件下での材料のすべり摩耗挙動を評価する技術として広く利用されており、特定のトライボロジー用途における材料カップルの信頼性の高いランク付けを可能にします。摺動摩耗には、付着摩耗、二体摩耗、三体摩耗、疲労摩耗など、接触面で発生する複雑な摩耗メカニズムが関与していることがよくあります。材料の摩耗挙動は、通常負荷、速度、腐食、潤滑などの作業環境に大きく影響されます。さまざまな現実的な作業環境をシミュレートできる汎用性の高いトライボメータは、摩耗評価に理想的と言えるでしょう。
3Dプロフィロメトリーによる圧縮永久歪みの測定
圧縮応力が除去された後、ゴムの形状が徐々に回復する圧縮永久歪み測定。正確な その場 は、圧縮永久歪み期間中の形状変化を監視することで、材料回復のメカニズムに関する重要な洞察を得ることができます。さらに、表面形状のリアルタイムモニタリングは、塗料の乾燥や3Dプリントなど、さまざまな材料用途で非常に有用です。ナノベア3D非接触形状測定機は、サンプルに触れることなく材料の表面形状を測定するため、スライド式スタイラスなどの接触技術によって引き起こされる可能性のある、追加の傷や形状の変化を導入することを回避することができます。
https://nanovea.com/App-Notes/compression-set-measurement.pdf
高分子フィルムの制御された湿度ナノインデンテーション
ポリマーの機械的特性は、環境湿度の上昇に伴って変化します。過渡的水分効果、別名メカノソープティブ効果は、ポリマーが高水分を吸収し、クリープ挙動が加速されることによって生じます。高いクリープコンプライアンスは、分子運動性の増大、収着による物理的老化、収着による応力勾配などの複雑な複合効果の結果である。
そのため、高分子材料の機械的挙動に吸着が及ぼす影響について、異なる水分レベルでの信頼性の高い定量的な試験（湿度ナノインデンテーション）が必要とされています。ナノベアメカニカルテスターのナノモジュールは、高精度ピエゾで荷重をかけ、力と変位の変化を直接測定します。圧子先端と試料表面は、隔離筐体により均一な湿度が保たれており、測定精度を確保するとともに、湿度勾配によるドリフトの影響を最小限に抑えています。
紙の平坦度に対する湿度の影響
紙の平坦度は、印刷用紙の適切な性能にとって重要です。機能的な特徴を伝え、紙の品質を印象づけます。紙の平坦性、質感、一貫性に対する湿度の影響をより深く理解することで、最高の製品を得るために加工および制御手段を最適化することができます。実際の用途での紙の使用をシミュレートするには、さまざまな湿潤環境での紙の定量的で正確かつ信頼性の高い表面検査が必要です。ナノベア 3D非接触形状計 紙の表面を正確に測定する独自の機能を備えたクロマチック共焦点技術を利用しています。湿度コントローラーは、試験サンプルが湿気にさらされる密閉チャンバー内の湿度を正確に制御します。
DLC膜の湿度トライボロジー効果
このDLC膜は、高真空・乾燥状態において、鋼球に対するCOFが非常に低い（0.1以下）ことがわかった。しかし，DLC は環境条件，特に相対湿度トライボロジー（RH）の変化に非常に敏感であることも報告されている。高湿度、高酸素濃度の環境では、COFが大幅に増加する可能性がある。トライボロジー分野におけるDLCコーティングの現実的な環境条件をシミュレートするためには、湿度を制御・監視した状態で信頼性の高い摩耗評価を行うことが必要である。これにより，異なる湿度に曝されたDLCコーティングの摩耗挙動を適切に比較し，目的とするアプリケーションに最適な候補を選択することができます。
