Indentation | Fracture Toughness Application Notes - NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing https://nanovea.com/ko/카테고리/애플리케이션-참고-사항/기계-테스트/압입-골절-인성/ 재료 연구 및 품질 관리를 위한 계측 기기 Fri, 14 Nov 2025 06:38:41 +0000 ko-KR 매시간 1 https://wordpress.org/?v=6.8.5 https://nanovea.com/wp-content/uploads/2025/02/nanovea-favicon.png Indentation | Fracture Toughness Application Notes - NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing https://nanovea.com/ko/카테고리/애플리케이션-참고-사항/기계-테스트/압입-골절-인성/ 32 32 휴대폰 화면 보호기의 스크래치 내성 테스트 https://nanovea.com/ko/%ed%9c%b4%eb%8c%80%ed%8f%b0-%ed%99%94%eb%a9%b4-%eb%b3%b4%ed%98%b8%ea%b8%b0%ec%9d%98-%ec%8a%a4%ed%81%ac%eb%9e%98%ec%b9%98-%ec%a0%80%ed%95%ad%ec%84%b1-%ed%85%8c%ec%8a%a4%ed%8a%b8/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=scratch-resistance-testing-of-phone-screen-protectors https://nanovea.com/ko/%ed%9c%b4%eb%8c%80%ed%8f%b0-%ed%99%94%eb%a9%b4-%eb%b3%b4%ed%98%b8%ea%b8%b0%ec%9d%98-%ec%8a%a4%ed%81%ac%eb%9e%98%ec%b9%98-%ec%a0%80%ed%95%ad%ec%84%b1-%ed%85%8c%ec%8a%a4%ed%8a%b8/#respond Wed, 12 Nov 2025 17:42:04 +0000 https://nanovea.com/?p=25222 Scratch Resistance Testing of Phone Screen Protectors Prepared by Stacey Pereira, Jocelyn Esparza, and Pierre Leroux Understanding Scratch Resistance in Phone Screen Protectors Protective coatings on phone screens play a critical role in scratch resistance, adhesion strength, and long-term durability. Over time, scratches, micro-cracks, and coating delamination can reduce optical clarity and reliability — especially […]

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휴대폰 화면 보호기의 스크래치 내성 테스트

작성자

스테이시 페레이라, 조슬린 에스파르자, 피에르 르루

휴대폰 화면 보호기의 스크래치 방지 기능 이해하기

휴대폰 화면의 보호 코팅은 긁힘 방지, 접착 강도 및 장기적인 내구성에 중요한 역할을 합니다. 시간이 지남에 따라 스크래치, 미세 균열 및 코팅 박리는 특히 사용 빈도가 높은 환경에서 광학 선명도와 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있습니다. 다양한 화면 보호기가 기계적 손상에 어떻게 저항하는지 평가하기 위해 계측 스크래치 테스트를 통해 접착력, 응집력 및 파손 거동을 포함한 코팅 고장 메커니즘에 대한 정량적인 통찰력을 얻을 수 있습니다.

이 연구에서는, 나노베아 PB1000 기계식 테스터 는 제어된 점진적 하중 하에서 TPU와 강화유리 화면 보호기를 비교하는 데 사용됩니다. 정밀한 음향 방출 감지를 사용하여 임계 고장 하중을 식별하고 각 소재가 증가하는 기계적 스트레스에 어떻게 반응하는지 특성화합니다.

화면 보호기에 스크래치 내성 테스트가 중요한 이유

많은 사용자가 더 두껍거나 단단한 프로텍터가 자동으로 더 나은 성능을 발휘한다고 생각하지만 실제 내구성은 점진적인 하중, 표면 변형 및 국소 응력 하에서 재료가 어떻게 작동하는지에 따라 달라집니다. 엔지니어는 계측식 스크래치 테스트를 통해 코팅 접착력, 응집 강도, 표면 내마모성, 고장이 시작되거나 전파되는 정확한 하중을 측정할 수 있습니다.

제조업체는 균열 시작 지점, 박리 현상 및 고장 모드를 분석하여 R&D, 품질 관리 또는 비교 벤치마킹을 위해 화면 보호기 성능을 검증할 수 있습니다. 나노 및 마이크로 스크래치 테스트는 기존의 경도 등급을 훨씬 뛰어넘는 실제 내구성에 대한 반복 가능한 데이터 기반 인사이트를 제공합니다.

ℹ️ 자세히 알아보기 코팅 및 화면 보호기용 스크래치 및 접착력 테스트 서비스입니다.

스크래치 테스트 목표:
화면 보호기의 고장 부하 측정하기

이 연구의 목적은 나노베아 PB1000 기계식 테스터가 폴리머 및 유리 화면 보호기 모두에 대해 반복 가능하고 표준화된 스크래치 저항 테스트를 수행하는 방법을 입증하는 것입니다. 이 시스템은 적용된 하중을 점진적으로 증가시킴으로써 응집력 및 접착 실패에 대한 임계 하중을 감지하고 음향 방출 신호를 캡처하며 이러한 이벤트를 스크래치 깊이, 마찰력 및 표면 변형과 상호 연관시킵니다.

이 방법론은 각 보호 코팅의 완전한 기계적 프로파일을 제공하여 제조업체와 R&D 팀이 제품 성능 향상을 위해 재료 배합, 코팅 접착 강도, 표면 내구성 및 최적의 코팅 두께를 평가할 수 있도록 합니다. 이러한 스크래치 평가는 나노베아의 광범위한 제품군의 일부입니다. 기계 테스트 솔루션 R&D, 품질 관리 및 생산 환경 전반에서 코팅, 필름 및 기판의 특성을 분석하는 데 사용됩니다.

나노비아 PB1000 대형 플랫폼
기계 테스터

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나노베아 스크래치 테스터: PTFE 코팅 마모 테스트

스크래치 테스트 파라미터 및 계측기 설정

TPU 및 강화유리 화면 보호기의 스크래치 저항성 평가는 반복성과 정확한 고장 하중 감지를 보장하기 위해 통제된 조건에서 수행되었습니다. 다음 매개변수는 나노베아 PB1000 기계식 테스터에 사용된 점진적 부하 스크래치 테스트 설정을 정의합니다.

로드 유형 프로그레시브
초기 로드 0.1 N
최종 로드 12 N
슬라이딩 속도 3.025mm/min
슬라이딩 거리 3mm
들여쓰기 기하학 로크웰(120° 원뿔)
들여쓰기 재료(팁) 다이아몬드
들여쓰기 팁 반경 50 µm
대기권 AIR
온도 24°C(실온)

표 1: 스크래치 테스트에 사용되는 테스트 매개변수

나노베아 PB1000 기계식 테스터에서 스크래치 테스트를 받는 화면 보호기 샘플

프로그레시브 하중 스크래치 측정 중 NANOVEA PB1000 기계식 테스터에 장착된 화면 보호기 샘플.

스크래치 방지 테스트에 사용되는 화면 보호기 샘플

스크래치 저항성, 고장 동작 및 기계적 내구성의 차이를 비교하기 위해 시중에서 판매되는 두 가지 화면 보호기 소재를 선택했습니다. 일관되고 편향되지 않은 비교를 위해 두 샘플을 NANOVEA PB1000 기계식 테스터에 단단히 장착하고 동일한 점진적 부하 조건에서 평가했습니다.

TPU 화면 보호기는 탄성은 높지만 내마모성이 낮은 유연한 고분자 필름이며, 강화 유리 보호기는 경도가 높고 충격 보호 기능이 강화되도록 설계된 단단하고 깨지기 쉬운 소재를 나타냅니다. 동일한 하중 프로파일에서 두 소재를 테스트하면 소재 구성, 탄성 및 경도가 스크래치 고장 모드에 미치는 영향을 명확하게 평가할 수 있습니다.

TPU 화면 보호기

강화 유리

그림 1: 긁힘 방지 테스트를 위해 준비된 TPU 및 강화 유리 화면 보호기.

스크래치 테스트 결과: TPU와 강화유리 화면 보호기의 고장 모드 비교

화면 보호기 유형임계 부하 #1(N)임계 부하 #2 (N)
TPUn/a2.004 ± 0.063
강화 유리3.608 ± 0.2817.44 ± 0.995

표 2: 각 화면 보호기 샘플에 대한 임계 부하 요약.

TPU와 강화유리 화면 보호기는 근본적으로 다른 기계적 특성을 가지고 있기 때문에 각 샘플은 점진적 하중 스크래치 테스트 중에 뚜렷한 고장 모드와 임계 하중 임계값을 나타냈습니다. 표 2에는 각 소재에 대해 측정된 임계 하중이 요약되어 있습니다.

임계 하중 #1은 균열 시작 또는 방사형 골절과 같이 광학 현미경으로 관찰 가능한 응집 실패의 첫 번째 지점을 나타냅니다.

임계 부하 #2는 음향 방출(AE) 모니터링을 통해 감지된 첫 번째 주요 이벤트에 해당하며, 일반적으로 더 큰 구조적 고장 또는 침투 이벤트를 나타냅니다.

TPU 화면 보호기 - 유연한 폴리머 동작

TPU 화면 보호기는 단 한 번의 중요한 중요 이벤트(중요 하중 #2)만 나타났습니다. 이 하중은 스크래치 트랙을 따라 필름이 휴대폰 화면 표면에서 들어 올려지거나 벗겨지거나 박리되기 시작한 지점에 해당합니다.

임계 하중 #2(≈2.00N)를 초과하면 압자가 충분히 관통하여 나머지 테스트 기간 동안 휴대폰 화면에 직접 스크래치가 생겼습니다. 소재의 높은 탄성과 낮은 응집력으로 인해 별도의 임계 하중 #1 이벤트는 감지되지 않았습니다.

강화 유리 화면 보호기 - 깨지기 쉬운 고장 동작

강화유리 화면 보호기는 깨지기 쉬운 소재의 특징인 두 가지 임계 하중을 보여주었습니다:

  • 임계 하중 #1(≈3.61N): 현미경으로 방사형 골절 및 균열 시작이 관찰되어 유리 층의 조기 응집 실패를 나타냅니다.

  • 임계 하중 #2(≈7.44N): 큰 AE 스파이크와 스크래치 깊이의 급격한 증가는 더 높은 하중에서 프로텍터 관통을 나타냅니다.

AE 강도는 TPU보다 높았지만 휴대폰 화면에 손상이 전달되지 않아 강화유리 보호기가 치명적인 고장 전에 하중을 흡수하고 분산하는 능력을 입증했습니다.

두 재료 모두에서 임계 하중 #2는 압자가 화면 보호기를 뚫는 순간에 해당하여 각 샘플의 보호 한계를 확인했습니다.

TPU 화면 보호기: 스크래치 테스트 데이터 및 고장 분석

스크래치임계 부하 #2 (N)
12.033
22.047
31.931
평균2.003
표준 편차0.052

표 3: TPU 화면 보호기 스크래치 테스트 중 측정된 임계 하중.

나노베아 기계식 테스터에서 테스트한 TPU 화면 보호기의 마찰, 정상 힘, 음향 방출 및 깊이 대 스크래치 길이를 보여주는 그래프입니다.

그림 2: TPU 화면 보호기의 마찰력, 정상 하중, 음향 방출(AE), 스크래치 깊이 대 스크래치 길이를 측정합니다. (B) 임계 부하 #2

그림 3: 임계 부하 #2(5배율, 이미지 폭 0.8934mm)에서의 TPU 화면 보호기 광학 현미경 이미지.

그림 4: 점진적 부하 테스트 후 전체 스크래치 트랙을 보여주는 TPU 화면 보호기의 스크래치 후 전체 길이 이미지입니다.

강화유리 화면 보호기: 임계 하중 데이터 및 파손 거동

스크래치 임계 부하 #1(N) 임계 부하 #2 (N)
1 3.923 7.366
2 3.382 6.483
3 3.519 8.468
평균 3.653 6.925
표준 편차 0.383 0.624

표 4: 강화유리 화면 보호기 스크래치 테스트 중 측정한 임계 하중입니다.

ℹ️ 비규산염 폴리머 코팅과 비교하려면 다음 연구를 참조하십시오. PTFE 코팅 마모 테스트, 는 유사한 점진적 하중 조건에서 저마찰 폴리머 필름의 고장 거동을 강조합니다.

그림 5: 강화유리 화면 보호기의 마찰력, 정상 하중, 음향 방출(AE), 스크래치 깊이 대 스크래치 길이를 측정합니다. (A) 임계 부하 #1 (B) 임계 부하 #2

나노베아 기계식 테스터를 사용하여 5배율로 스크래치 테스트 중 강화유리 화면 보호기의 임계 부하 #1 및 임계 부하 #2 고장 위치를 보여주는 광학 현미경 이미지.

그림 6: 5배 확대(이미지 폭: 0.8934mm)에서 임계 부하 #1(왼쪽) 및 임계 부하 #2(오른쪽)의 고장 위치를 보여주는 광학 현미경 이미지.

그림 7: 강화 유리 스크래치 트랙의 테스트 후 광학 현미경 이미지, 점진적 하중 테스트 후 골절 시작(CL#1)과 최종 관통 영역(CL#2)을 강조 표시합니다.

결론: TPU와 강화유리 화면 보호기의 스크래치 성능 비교

이 연구는 나노베아 PB1000 기계식 테스터가 점진적 하중 및 음향 방출(AE) 감지를 사용하여 제어되고 반복 가능하며 매우 민감한 스크래치 저항 측정을 제공하는 방법을 보여줍니다. 이 시스템은 응집 및 접착 실패 이벤트를 모두 정확하게 포착함으로써 기계적 스트레스가 증가함에 따라 TPU 및 강화 유리 화면 보호기가 어떻게 작동하는지를 명확하게 비교할 수 있습니다.

실험 결과에 따르면 강화 유리는 TPU보다 훨씬 높은 임계 하중을 견디며 우수한 스크래치 저항성, 지연된 파손 시작, 압흔 침투에 대한 안정적인 보호 기능을 제공하는 것으로 나타났습니다. TPU는 응집 강도가 낮고 박리가 일찍 일어나기 때문에 스트레스가 많은 환경에서는 한계가 있습니다.

장애 부하를 식별한 후 결과 스크래치 트랙을 다음을 사용하여 분석할 수도 있습니다. 비접촉식 3D 광학 프로파일로미터 를 사용하여 홈 깊이, 잔류 변형 및 스크래치 후 지형을 측정합니다. 이를 통해 각 소재의 기계적 프로파일을 완성할 수 있습니다.

나노베아 기계식 테스터는 정확하고 반복 가능한 압흔, 스크래치 및 마모 테스트를 위해 설계되었으며 ISO 및 ASTM을 준수하는 나노 및 마이크로 모듈을 지원합니다. 다양한 기능을 갖추고 있어 R&D, 생산 및 품질 관리 전반에 걸쳐 박막, 코팅, 폴리머, 유리 및 기판의 전체 기계적 프로파일을 평가하는 데 이상적인 솔루션입니다.

자주 묻는 질문
스크래치 내성 테스트 정보

스크래치 저항 테스트란 무엇인가요?

스크래치 저항 테스트는 다이아몬드 스타일러스에 점진적으로 증가하는 하중을 가했을 때 소재나 코팅이 어떻게 반응하는지를 평가합니다. 이 테스트는 응집력 또는 접착 실패가 발생하는 임계 하중을 식별하여 내구성, 접착 강도 및 표면 손상에 대한 저항성을 정량화할 수 있는 척도를 제공합니다.

접착 실패와 접착 실패의 차이점은 무엇인가요?

응집 실패 발생 내 코팅이나 재료에 균열, 찢어짐, 내부 파손 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
접착 실패는 코팅이 인쇄물에서 분리될 때 발생하며, 이는 접착 강도가 충분하지 않음을 나타냅니다.

나노베아 PB1000은 동기화된 음향 방출 모니터링, 스크래치 깊이 추적 및 마찰 분석을 사용하여 이 두 가지를 모두 감지합니다.

수동 방식 대신 기계식 테스터를 사용하는 이유는 무엇인가요?

나노베아 PB1000과 같은 기계식 테스터는 정밀하고 반복 가능하며 표준화된 측정을 제공하여 R&D, 생산 검증 및 품질 관리를 위한 신뢰할 수 있는 데이터를 보장합니다. 또한 음향 방출 감지 및 실시간 깊이 모니터링과 같은 고급 기능을 제공하여 수동 방식으로는 제공하지 못하는 기능을 제공합니다.

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미세 입자

압축 강도 및 마이크로 인덴트
염분 테스트

작성자:
호르헤 라미레즈

개정자:
조슬린 에스파르자

소개

압축 강도는 오늘날 새로운 미세 입자와 기존 미세 입자 및 미세 피처(기둥 및 구)를 개발하고 개선하는 데 있어 품질 관리 측정의 핵심이 되었습니다. 미세 입자는 다양한 모양과 크기를 가지며 세라믹, 유리, 폴리머 및 금속으로 개발할 수 있습니다. 약물 전달, 음식 풍미 향상, 콘크리트 배합 등 다양한 용도로 사용됩니다. 미세 입자 또는 미세 피처의 기계적 특성을 제어하는 것은 성공에 매우 중요하며, 이를 위해서는 기계적 무결성을 정량적으로 특성화할 수 있는 능력이 필요합니다.  

깊이 대 하중 압축 강도의 중요성

표준 압축 측정 기기는 낮은 하중을 견디지 못하고 적절한 성능을 제공하지 못합니다. 미세 입자에 대한 깊이 데이터. 나노 또는 마이크로 들여쓰기를 사용하면 나노 또는 마이크로 입자(연질 또는 경질)의 압축 강도를 정확하고 정밀하게 측정할 수 있습니다.  

측정 목표

이 애플리케이션 노트에서는 다음을 측정합니다.  소금의 압축 강도는 의 나노베아 기계식 테스터 마이크로 들여쓰기 모드에서.

나노비아

CB500

테스트 조건

최대 힘

30 N

로딩 속도

60 N/min

언로드 속도

60 N/min

들여쓰기 유형

플랫 펀치

스틸 | 직경 1mm

하중 대 깊이 곡선

결과 및 토론

파티클 1과 파티클 2의 높이, 파괴력 및 강도

입자 파손은 힘 대 깊이 곡선의 초기 기울기가 눈에 띄게 감소하기 시작하는 지점으로 결정되었으며, 이 동작은 재료가 항복점에 도달하여 더 이상 가해지는 압축력에 저항할 수 없음을 나타냅니다. 항복점을 초과하면 하중 기간 동안 압입 깊이가 기하급수적으로 증가하기 시작합니다. 이러한 동작은 다음에서 볼 수 있습니다. 하중 대 깊이 커브 를 입력합니다.

결론

결론적으로, 지금까지 나노비아 기계 테스터 는 미세 압입 모드에서 미세 입자의 압축 강도 테스트를 위한 훌륭한 도구입니다. 테스트된 입자는 동일한 재료로 만들어졌지만, 이 연구에서 측정된 다른 파괴 지점은 입자에 존재하는 미세 균열과 다양한 입자 크기 때문인 것으로 의심됩니다. 취성 재료의 경우 음향 방출 센서를 사용하여 테스트 중 균열 전파의 시작을 측정할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.


The 나노비아 기계 테스터 는 나노미터 이하의 깊이 변위 해상도를 제공합니다,
매우 깨지기 쉬운 미세 입자나 특징을 연구하는 데도 훌륭한 도구입니다. 부드럽고 깨지기 쉬운
소재의 경우, 나노 압입 모듈을 사용하면 0.1mN까지 하중이 가능합니다.

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마이크로 인덴테이션 연구 및 품질 관리

암석 역학은 암석 덩어리의 기계적 거동을 연구하는 학문으로 광업, 시추, 저수지 생산 및 토목 건설 산업에 적용됩니다. 기계적 특성을 정밀하게 측정할 수 있는 고급 계측기를 사용하면 이러한 산업에서 부품 및 절차를 개선할 수 있습니다. 성공적인 품질 관리 절차는 마이크로 스케일에서 암석 역학을 이해함으로써 보장됩니다.

마이크로 들여쓰기 는 암반 역학 관련 연구에 사용되는 중요한 도구입니다. 이러한 기술은 암석의 특성을 더 깊이 이해함으로써 굴착 기술을 발전시킵니다. 마이크로인덴테이션은 채굴 절차를 개선하는 드릴 헤드를 개선하는 데 사용됩니다. 마이크로인덴테이션은 광물에서 분필 및 분말 형성을 연구하는 데 사용되었습니다. 마이크로인덴테이션 연구에는 경도, 영 계수, 크리프, 응력-변형률, 파단 인성 및 압축을 단일 장비로 측정할 수 있습니다.
 
 

측정 목표

이 응용 프로그램에서는 Nanovea 기계식 테스터 광물 암석 샘플의 비커스 경도(Hv), 영률 및 파괴 인성을 측정합니다. 암석은 표준 화강암 복합물을 형성하는 흑운모, 장석 및 석영으로 구성됩니다. 각각은 별도로 테스트됩니다.

 

결과 및 토론

이 섹션에는 여러 샘플의 주요 수치 결과를 비교하는 요약 표와 각 압입을 포함한 전체 결과 목록이 압입의 현미경 사진(가능한 경우)과 함께 제공됩니다. 이러한 전체 결과에는 경도 및 영 계수의 측정값이 평균 및 표준 편차와 함께 침투 깊이(Δd)로 표시됩니다. 표면 거칠기가 압흔과 동일한 크기 범위에 있는 경우 결과에 큰 변동이 발생할 수 있다는 점을 고려해야 합니다.


경도 및 파단 인성에 대한 주요 수치 결과 요약표

 

결론

나노베아 기계식 테스터는 광물 암석의 단단한 표면에서 재현성과 정밀한 압입 결과를 보여줍니다. 화강암을 구성하는 각 재료의 경도와 영 계수는 깊이 대 하중 곡선에서 직접 측정했습니다. 표면이 거칠기 때문에 미세 균열을 일으킬 수 있는 높은 하중에서 테스트해야 했습니다. 미세 균열은 측정에서 나타난 일부 변화를 설명할 수 있습니다. 샘플 표면이 거칠기 때문에 표준 현미경 관찰을 통해 균열을 감지할 수 없었습니다. 따라서 균열 길이를 측정해야 하는 전통적인 균열 인성 수치를 계산할 수 없습니다. 대신, 하중을 증가시키면서 깊이 대 하중 곡선의 전위를 통해 균열의 시작을 감지하는 시스템을 사용했습니다.

파단 임계 하중은 고장이 발생한 하중에서 보고되었습니다. 단순히 균열 길이를 측정하는 기존의 파괴 인성 테스트와 달리 임계 파괴가 시작되는 하중을 얻을 수 있습니다. 또한 제어되고 면밀히 모니터링되는 환경을 통해 경도를 측정하여 다양한 샘플을 비교하기 위한 정량적 값으로 사용할 수 있습니다.

이제 애플리케이션에 대해 이야기해 보겠습니다.

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]]> 이 애플리케이션에서 나노베아 기계 테스터, 안에 마이크로 들여쓰기 모드를 사용하여 다양한 크기의 막대 샘플(파스타)의 굴곡 강도(3점 굽힘 사용)를 측정하여 다양한 데이터를 표시합니다. 탄성 및 취성 특성을 모두 보여주기 위해 두 가지 직경이 선택되었습니다. 평평한 팁 압자를 사용하여 점 하중을 가하여 강성(영 계수)을 결정하고 샘플이 파단되는 임계 하중을 식별합니다.

마이크로 인덴테이션을 사용한 3 포인트 굽힘 테스트

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