동적 기계 분석

나노 인덴테이션을 사용한 코르크의

작성자

프랭크 리우

측정 목표

이 연구에서는 나노인덴테이션 모드에서 나노베아 PB1000 기계식 테스터를 사용하여 4개의 코르크 마개에 대해 동적 기계 분석(DMA)을 수행합니다. 코르크 마개의 품질은 다음과 같이 표시됩니다: 1 - 플로르, 2 - 퍼스트, 3 - 콜메이트, 4 - 합성 고무. 각 코르크 마개에 대해 축 방향과 반경 방향 모두에서 DMA 압흔 테스트를 실시했습니다. 코르크 마개의 기계적 반응을 분석하여 동적 거동에 대한 통찰력을 얻고 다양한 방향에서 성능을 평가하고자 했습니다.

나노비아

PB1000

자세히 알아보기

테스트 매개변수

최대 힘	75mN
로딩 속도	150mN/min
하역 요금	150mN/min
증폭도	5mN
주파수	1Hz
CREEP	60 s

들여쓰기 유형

공

51200 강철

직경 3mm

영의 계수

스토리지 모듈러스

손실률

탠 델타

축 방향으로 테스트했을 때 코르크 마개의 영탄성계수는 크게 다르지 않습니다. 스토퍼 #2와 #3만 반경 방향과 축 방향의 영 탄성률에서 뚜렷한 차이를 보였습니다. 결과적으로 저장 탄성률과 손실 탄성률도 축 방향보다 반경 방향에서 더 높습니다. 스토퍼 #4는 손실 계수를 제외하고는 천연 코르크 마개와 비슷한 특성을 보입니다. 이는 천연 코르크가 합성 고무 소재보다 점성이 더 높다는 것을 의미하기 때문에 매우 흥미로운 결과입니다.

The post Dynamic Mechanical Analysis of Cork Using Nanoindentation appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

하이드로겔의 기계적 특성

나노 들여쓰기 사용

작성자

두안지 리, 박사 & 조르쥬 라미레즈

측정 목표

이 애플리케이션에서는 나노비아 나노 압입 모드의 기계적 시험기는 하이드로겔 시료의 경도, 탄성 계수 및 크리프를 연구하는 데 사용됩니다.

나노비아 PB1000 기계 테스터

브로셔 다운로드

견적 받기

테스트 조건

유리 슬라이드 위에 놓인 하이드로겔 샘플을 나노 인덴테이션 기법을 사용하여 테스트했습니다. 나노비아 기계식 테스터. 이 부드러운 소재에는 직경 3mm의 구형 팁이 사용되었습니다. 하중은 로딩 기간 동안 0.06에서 10mN까지 선형적으로 증가했습니다. 그런 다음 70초 동안 최대 하중 10mN에서 압입 깊이의 변화로 크립을 측정했습니다.

접근 속도: 100μm/min

연락처 로드

0.06mN

최대 로드

10mN

로딩 속도

20mN/min

CREEP

70 s

의 줄거리는 크립 깊이 대 시간 에 표시되며 그림 2및 하중 대 변위 나노 인덴테이션 테스트의 플롯은 다음과 같습니다. 그림 3. 이 연구에서 사용된 하이드로겔의 경도는 16.9 KPa, 영탄성계수는 160.2 KPa이며, 올리버-파르 방법을 사용하여 하중 변위 곡선을 기반으로 계산한 결과입니다.

크리프는 하이드로젤의 기계적 특성을 연구하는 데 중요한 요소입니다. 피에조와 초감도 로드셀 사이의 폐쇄 루프 피드백 제어는 최대 하중에서 크리프 시간 동안 실제로 일정한 하중을 보장합니다. 에 표시된 바와 같이 그림 2에서 하이드로겔은 3mm 볼 팁에 가해지는 최대 10mN 하중 하에서 70초 동안 크리프의 결과로 최대 42μm까지 가라앉습니다.

그림 2: 70초 동안 최대 10mN의 부하에서 크리핑.

그림 3: 하이드로젤의 하중 대 변위 플롯입니다.

The post Mechanical Properties of Hydrogel appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

이제 세계 최고의

미세 기계 테스트

작성자

피에르 르루 & 두안지 리, PhD

측정 목표

마이크로 모듈의 용량은 다음과 같이 표시됩니다. 나노비아 CB500 기계 테스터 ~에 의해
0.03~200N의 넓은 하중 범위를 사용하여 뛰어난 정밀도와 신뢰성으로 압입 및 스크래치 테스트를 모두 수행합니다.

나노비아

CB500

자세히 알아보기

비커스 압자를 사용하여 표준 강철 샘플에 일련의(3×4, 총 12개의 압자) 마이크로 압입을 수행했습니다. 전체 압입 테스트 주기에 대해 하중과 깊이를 측정하고 기록했습니다. 압입은 다양한 하중에서 정확한 압입 테스트를 수행할 수 있는 마이크로 모듈의 성능을 보여주기 위해 0.03N ~ 200N(0.0031 ~ 20.4kgf) 범위의 다양한 최대 하중으로 수행되었습니다. 0.3gf에서 2kgf까지의 낮은 하중 범위에서 테스트를 위해 10배 더 높은 해상도를 제공하는 20N의 로드셀 옵션도 사용할 수 있다는 점에 주목할 필요가 있습니다.

팁 반경이 500 μm 및 20 μm인 원뿔형 구형 다이아몬드 스타일러스를 사용하여 각각 0.01 N에서 200 N으로, 0.01 N에서 0.5 N으로 선형적으로 하중을 증가시킨 마이크로 모듈을 사용하여 두 번의 스크래치 테스트를 수행했습니다.

스물 마이크로 들여쓰기 강철 표준 시료에 대해 4N에서 테스트를 수행하여 기존 비커스 경도 시험기의 성능과 대조되는 마이크로 모듈의 우수한 반복성을 보여주었습니다.

*강철 샘플의 마이크로 인서트

테스트 매개변수

들여쓰기 매핑의

매핑: 3 바이 4 들여쓰기

새로운 마이크로 모듈은 Z-모터, 고출력 로드셀, 고정밀 정전용량식 수심 센서의 독특한 조합을 갖추고 있습니다. 독립적인 수심 및 하중 센서를 고유하게 활용하기 때문에 모든 조건에서 높은 정확도를 보장합니다.

기존의 비커스 경도 테스트는 다이아몬드 사각형 기반의 피라미드 압자 팁을 사용하여 사각형 모양의 압자를 생성합니다. 대각선의 평균 길이인 d를 측정하여 비커스 경도를 계산할 수 있습니다.

이에 비해 다음에서 사용하는 계측식 들여쓰기 기술은 나노비아의 마이크로 모듈은 압입 하중 및 변위 측정을 통해 기계적 특성을 직접 측정합니다. 압흔을 육안으로 관찰할 필요가 없습니다. 따라서 압흔의 d 값을 결정할 때 사용자 또는 컴퓨터 이미지 처리 오류가 발생하지 않습니다. 노이즈 레벨이 0.3nm로 매우 낮은 고정밀 커패시터 깊이 센서는 기존 비커스 경도 테스터로 현미경으로 육안으로 측정하기 어렵거나 불가능한 압흔의 깊이를 정확하게 측정할 수 있습니다.

또한 경쟁사에서 사용하는 캔틸레버 기술은 스프링에 의해 캔틸레버 빔에 일반 하중을 가하고, 이 하중은 다시 압자에 가해지는 방식입니다. 이러한 설계는 높은 하중이 가해질 경우 캔틸레버 빔이 충분한 구조적 강성을 제공하지 못해 캔틸레버 빔이 변형되고 압자의 정렬이 잘못될 수 있는 결함이 있습니다. 이에 비해 마이크로 모듈은 로드셀에 작용하는 Z 모터를 통해 일반 하중을 가한 다음 압자를 통해 직접 하중을 가합니다. 모든 요소는 최대 강성을 위해 수직으로 정렬되어 전체 하중 범위에서 반복 가능하고 정확한 압입 및 스크래치 측정을 보장합니다.

새로운 마이크로 모듈 클로즈업 보기

0.03~200n의 들여쓰기

압입 맵의 이미지는 그림 1에 표시되어 있습니다. 10N 이상의 인접한 두 압흔 사이의 거리는 0.5mm이고, 낮은 하중의 압흔은 0.25mm입니다. 샘플 스테이지의 고정밀 위치 제어를 통해 사용자는 기계적 특성 매핑을 위한 목표 위치를 선택할 수 있습니다. 구성 요소의 수직 정렬로 인한 마이크로 모듈의 뛰어난 강성 덕분에 비커스 압자는 최대 200N(400N 옵션)의 하중 하에서 강철 샘플을 관통할 때 완벽한 수직 방향을 유지합니다. 따라서 다양한 하중에서 시료 표면에 대칭적인 정사각형 모양의 인상이 생성됩니다.

그림 2와 같이 현미경으로 다양한 하중에서 개별 압흔을 두 개의 스크래치와 함께 표시하여 넓은 하중 범위에서 압흔 및 스크래치 테스트를 모두 고정밀로 수행할 수 있는 새로운 마이크로 모듈의 성능을 보여 줍니다. 일반 하중 대 스크래치 길이 플롯에서 볼 수 있듯이, 원뿔형 구형 다이아몬드 스타일러스가 강철 샘플 표면에서 미끄러지면서 일반 하중이 선형적으로 증가합니다. 폭과 깊이가 점진적으로 증가하는 부드러운 직선 스크래치 트랙을 생성합니다.

그림 1: 들여쓰기 맵

팁 반경이 500 μm 및 20 μm인 원뿔형 구형 다이아몬드 스타일러스를 사용하여 각각 0.01 N에서 200 N으로, 0.01 N에서 0.5 N으로 선형적으로 하중을 증가시킨 마이크로 모듈을 사용하여 두 번의 스크래치 테스트를 수행했습니다.

강철 표준 시료에 대해 4N에서 20회의 마이크로 인덴테이션 테스트를 수행하여 기존 비커스 경도 시험기의 성능과 대조되는 마이크로 모듈 결과의 우수한 반복성을 보여주었습니다.

A: 현미경으로 들여다본 움푹 들어간 부분 및 스크래치(360배)

B: 현미경으로 들여다본 움푹 들어간 부분 및 스크래치(3000배)

그림 2: 다양한 최대 하중에서의 하중 대 변위 플롯.

다양한 최대 하중에서 압입 중 하중-변위 곡선은 다음과 같습니다. 그림 3. 경도와 탄성 계수는 그림 4에 요약되어 비교되어 있습니다. 강철 샘플은 0.03~200N(가능한 범위 0.003~400N) 범위의 시험 하중에서 일정한 탄성 계수를 나타내며, 평균값은 ~211 GPa입니다. 경도는 100N 이상의 최대 하중에서 측정된 ~6.5 GPa의 비교적 일정한 값을 나타내며, 하중이 2~10N 범위로 감소함에 따라 평균 경도는 ~9 GPa로 측정됩니다.

그림 3: 다양한 최대 하중에서의 하중 대 변위 플롯.

그림 4: 다양한 최대 하중으로 측정한 강철 샘플의 경도 및 영탄성계수.

0.03~200n의 들여쓰기

최대 하중 4N에서 20회의 마이크로 인덴테이션 테스트를 수행했습니다. 하중-변위 곡선은 다음과 같이 표시됩니다. 그림 5 에 표시되며, 그 결과 비커스 경도 및 영 계수가 그림 6.

그림 5: 4N에서 미세 압입 테스트를 위한 하중-변위 곡선.

그림 6: 4N에서 20개의 미세 압흔에 대한 비커스 경도 및 영탄성계수.

The post The World’s Leading Micro Mechanical Tester appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

야금학 연구
다상 재료의

나노 들여쓰기 사용

작성자

DUANJIE LI, 박사 & 알렉시스 셀레스틴

측정 목표

이 응용 분야에서는 가장 강력한 기계 시험기인 NANOVEA PB1000을 사용하여 다상 야금 시료의 기계적 특성을 측정합니다.

여기에서는 고급 위치 컨트롤러를 사용하여 큰 시료 표면의 여러 위상(입자)에서 나노 압입 측정을 높은 정밀도와 사용자 편의성으로 수행하는 PB1000의 성능을 소개합니다.

나노비아

PB1000

이 연구에서는 여러 단계의 금속 샘플을 사용했습니다. 샘플은 압입 테스트 전에 거울과 같은 표면 마감으로 연마되었습니다. 샘플에서 아래와 같이 1단계, 2단계, 3단계, 4단계의 네 가지 단계가 확인되었습니다.

고급 스테이지 컨트롤러는 마우스 위치에 따라 광학 현미경에서 샘플 이동 속도를 자동으로 조정하는 직관적인 샘플 탐색 도구입니다. 마우스가 시야 중심에서 멀어질수록 스테이지가 마우스 방향으로 더 빠르게 이동합니다. 이를 통해 전체 샘플 표면을 탐색하고 기계적 테스트를 위해 의도한 위치를 선택할 수 있는 사용자 친화적인 방법을 제공합니다. 테스트 위치의 좌표는 로드, 로딩/언로딩 속도, 맵의 테스트 횟수 등과 같은 개별 테스트 설정과 함께 저장되고 번호가 매겨집니다. 이러한 테스트 절차를 통해 사용자는 넓은 시료 표면에서 압입에 대한 특정 관심 영역을 검사하고 한 번에 여러 위치에서 모든 압입 테스트를 수행할 수 있으므로 여러 단계로 구성된 금속 시료의 기계적 테스트에 이상적인 도구입니다.

이 연구에서 우리는 샘플의 특정 위상을 통합 광학 현미경으로 찾았습니다. 나노비아 번호가 매겨진 기계식 테스터 그림 1. 선택한 위치의 좌표가 저장된 후 아래에 요약된 테스트 조건에서 자동 나노 들여쓰기 테스트가 한 번에 수행됩니다.

그림 1: 샘플 표면에서 나노 압입 위치를 선택합니다.

샘플의 여러 단계에 있는 홈이 아래에 표시되어 있습니다. 우리는 샘플 스테이지의 뛰어난 위치 제어가 나노비아 기계 테스터 사용자는 기계적 특성 테스트를 위한 대상 위치를 정확하게 찾아낼 수 있습니다.

압흔의 대표적인 하중-변위 곡선은 다음과 같습니다. 그림 2와 올리버 및 파르 방법을 사용하여 계산한 해당 경도 및 영탄성계수입니다.ⁱⁱⁱ 에 요약되어 비교됩니다. 그림 3.

The 1, 2, 3단계 그리고 4 의 평균 경도는 각각 ~5.4, 19.6, 16.2 및 7.2 GPa입니다. 상대적으로 작은 크기는 2단계 는 경도 및 영탄성 계수 값의 표준 편차가 더 높습니다.

그림 2: 하중-변위 곡선
나노 인덴테이션의

그림 3: 다양한 위상의 경도 및 영탄성계수

결론

이 연구에서는 고급 스테이지 컨트롤러를 사용하여 대형 금속 시료의 여러 단계에서 나노 압입 측정을 수행하는 나노베아 기계식 테스터를 선보였습니다. 정밀한 위치 제어를 통해 사용자는 큰 시료 표면을 쉽게 탐색하고 나노 압입 측정을 위해 관심 있는 영역을 직접 선택할 수 있습니다.

모든 압흔의 위치 좌표가 저장된 후 연속적으로 수행됩니다. 이러한 테스트 절차를 통해 본 연구의 다상 금속 샘플과 같이 작은 규모의 국부적인 기계적 특성을 측정하는 데 시간이 훨씬 적게 걸리고 사용자 친화적입니다. 경질 2, 3 및 4 단계는 샘플의 기계적 특성을 개선하여 평균 경도가 각각 ~ 19.6, 16.2 및 7.2 GPa이며, 1 단계의 경우 ~ 5.4 GPa에 비해 높습니다.

기기의 나노, 마이크로 또는 매크로 모듈에는 모두 ISO 및 ASTM 준수 압입, 스크래치 및 마모 테스터 모드가 포함되어 있어 단일 시스템에서 가장 광범위하고 사용자 친화적인 테스트 범위를 제공합니다. 나노베아의 탁월한 범위는 경도, 영 계수, 파괴 인성, 접착력, 내마모성 등 얇거나 두꺼운, 연질 또는 경질 코팅, 필름 및 기판의 모든 기계적 특성을 측정하는 데 이상적인 솔루션입니다.

i Oliver, W. C.; Pharr, G. M., 재료 연구 저널, 19권 1호, Jan 2004, pp.3-20
ii Schuh, C.A., Materials Today, 9권 5호, 2006년 5월, 32-40페이지
iii Oliver, W. C.; Pharr, G. M., 재료 연구 저널, 7권 6호, 1992년 6월, 1564-1583쪽

The post Multiphase Metal Nanoindentation appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

DMA 주파수 스윕

나노 인덴테이션을 사용하여 폴리머에

작성자

Duanjie Li, PhD

측정 목표

이 응용 분야에서는 가장 강력한 기계적 시험기인 NANOVEA PB1000을 사용하여 다양한 DMA 주파수에서 연마된 타이어 샘플의 점탄성 특성을 연구합니다. 나노 인덴테이션 모드로 전환합니다.

나노비아

PB1000

들여쓰기 유형

구형

다이아몬드 | 100 μm

최대 하중에서의 동적 기계 분석 주파수 스윕을 사용하면 한 번의 테스트에서 다양한 하중 주파수에서 시료의 점탄성 특성을 빠르고 간단하게 측정할 수 있습니다. 다양한 주파수에서 하중 및 변위파의 위상 변화와 진폭을 사용하여 다음과 같은 다양한 기본 재료 점탄성 특성을 계산할 수 있습니다. 스토리지 모듈러스, 손실 계수 그리고 황갈색(δ) 다음 그래프에 요약되어 있습니다. 

이 연구에서 1, 5, 10, 20Hz의 주파수는 시속 약 7, 33, 67, 134km의 속도에 해당합니다. 테스트 주파수가 0.1Hz에서 20Hz로 증가함에 따라 저장 탄성계수와 손실 탄성계수가 점진적으로 증가하는 것을 관찰할 수 있습니다. 탄성계수(δ)는 주파수가 0.1Hz에서 1Hz로 증가함에 따라 ~0.27에서 0.18로 감소하고, 20Hz의 주파수에 도달하면 ~0.55로 점차 증가합니다. DMA 주파수 스윕을 통해 저장탄성계수, 손실탄성계수 및 탄(δ)의 추세를 측정할 수 있으며, 이를 통해 고분자의 유리전이뿐만 아니라 단량체의 움직임과 가교에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 주파수 스윕 중에 가열판을 사용하여 온도를 높이면 다양한 테스트 조건에서 분자 운동의 특성에 대한 보다 완전한 그림을 얻을 수 있습니다.

부하 및 깊이의 진화

전체 DMA 주파수 스윕의

다양한 주파수에서의 부하 및 깊이와 시간 비교

스토리지 모듈러스

다른 주파수에서

손실률

다른 주파수에서

TAN(δ)

다른 주파수에서

The post Dynamic Mechanical Analysis (DMA) Frequency Sweep on Polymer appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

미세 입자

압축 강도 및 마이크로 인덴트
염분 테스트

작성자:
호르헤 라미레즈

개정자:
조슬린 에스파르자

측정 목표

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

나노비아

CB500

들여쓰기 유형

플랫 펀치

스틸 | 직경 1mm

The post Microparticles: Compression Strength and Micro Indentation appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

소개

나노 인덴테이션 소규모 재료의 기계적 거동을 측정하기 위해 널리 적용되는 기술이 되었습니다.^{i ii}. 나노압입 측정의 고해상도 하중-변위 곡선은 경도, 영률, 크리핑, 파괴 인성 등 다양한 물리기계적 특성을 제공할 수 있습니다.

빠른 매핑 들여쓰기의 중요성

나노압입 기술의 대중화를 위한 한 가지 중요한 병목 현상은 시간 소모입니다. 기존의 나노압입 절차에 의한 기계적 특성 매핑은 몇 시간이 걸리기 때문에 반도체, 항공우주, MEMS, 세라믹 타일과 같은 소비자 제품 등 대량 생산 산업에 기술을 적용하는 데 방해가 됩니다.

빠른 매핑은 세라믹 타일 제조 산업에서 필수적인 것으로 입증될 수 있으며, 단일 세라믹 타일에 대한 경도 및 영률 매핑은 표면이 얼마나 균일한지를 나타내는 데이터 분포를 나타낼 수 있습니다. 타일의 더 부드러운 영역은 이 매핑에서 윤곽을 잡을 수 있으며 누군가의 거주지에서 매일 발생하는 물리적 영향으로 인해 고장이 발생할 가능성이 더 높은 위치를 표시할 수 있습니다. 비교 연구를 위해 다양한 유형의 타일에 매핑을 수행하고 품질 관리 프로세스에서 타일 일관성을 측정하기 위해 유사한 타일 배치에 매핑을 수행할 수 있습니다. 빠른 매핑 방법을 사용하면 측정 설정의 조합이 광범위할 뿐만 아니라 정확하고 효율적일 수 있습니다.

측정 목표

이 연구에서는 나노베아 기계 테스터, FastMap 모드에서는 바닥 타일의 기계적 특성을 고속으로 매핑하는 데 사용됩니다. 우리는 높은 정밀도와 재현성으로 두 가지 빠른 나노압입 매핑을 수행하는 Nanovea Mechanical Tester의 능력을 소개합니다.

테스트 조건

Nanovea Mechanical Tester는 Berkovich 인덴터를 사용하여 바닥 타일에서 FastMap 모드로 일련의 나노압입을 수행하는 데 사용되었습니다. 생성된 두 개의 들여쓰기 행렬에 대한 테스트 매개변수가 아래에 요약되어 있습니다.

표 1: 테스트 매개변수 요약.

결과 및 토론 

그림 1: 625 들여쓰기 경도 매핑의 2D 및 3D 보기.

그림 2: 입자를 보여주는 625-인덴트 매트릭스의 현미경 사진.

625-인덴트 매트릭스가 0.20mm에서 수행되었습니다.² 눈에 보이는 큰 입자가 있는 영역. 이 입자(그림 2)는 타일 전체 표면보다 평균 경도가 낮았습니다. Nanovea Mechanical 소프트웨어를 사용하면 사용자는 그림 1에 설명된 경도 분포 맵을 2D 및 3D 모드로 볼 수 있습니다. 샘플 단계의 고정밀 위치 제어를 사용하면 소프트웨어를 통해 사용자가 이와 같은 영역을 심층적으로 타겟팅할 수 있습니다. 기계적 특성 매핑.

그림 3: 1600 들여쓰기 경도 매핑의 2D 및 3D 보기.

그림 4: 1600 들여쓰기 매트릭스의 현미경 사진.

표면의 균질성을 측정하기 위해 동일한 타일에 1600개 들여쓰기 매트릭스도 생성되었습니다. 여기서도 사용자는 3D 또는 2D 모드(그림 3)의 경도 분포와 압입된 표면의 현미경 이미지를 볼 수 있습니다. 제시된 경도 분포를 바탕으로 높은 경도와 낮은 경도 데이터 지점이 고르게 분산되어 있기 때문에 재료가 다공성이라는 결론을 내릴 수 있습니다.

기존의 나노압입 절차에 비해 본 연구의 FastMap 모드는 시간 소모가 훨씬 적고 비용 효율적입니다. 경도, 영률 등 기계적 특성을 신속하게 정량적으로 매핑할 수 있으며, 대량 생산 시 다양한 재료의 품질 관리에 중요한 입자 감지 및 재료 일관성을 위한 솔루션을 제공합니다.

결론

본 연구에서는 FastMap 모드를 사용하여 빠르고 정확한 나노압입 매핑을 수행하는 Nanovea Mechanical Tester의 성능을 보여주었습니다. 세라믹 타일의 기계적 특성 맵은 스테이지의 위치 제어(0.2μm 정확도)와 힘 모듈 감도를 활용하여 표면 입자를 감지하고 표면의 균질성을 고속으로 측정합니다.

본 연구에 사용된 테스트 매개변수는 매트릭스의 크기와 샘플 재료를 기반으로 결정되었습니다. 다양한 테스트 매개변수를 선택하여 총 들여쓰기 주기 시간을 들여쓰기당 3초(또는 들여쓰기 10개당 30초)로 최적화할 수 있습니다.

Nanovea Mechanical Tester의 나노 및 마이크로 모듈에는 모두 ISO 및 ASTM 준수 압입, 스크래치 및 마모 테스터 모드가 포함되어 있어 단일 시스템에서 가장 광범위하고 사용자 친화적인 테스트 범위를 제공합니다. Nanovea의 탁월한 제품군은 경도, 영률, 파괴 인성, 접착력, 내마모성 등을 포함하여 얇거나 두꺼운 코팅, 부드럽거나 단단한 코팅, 필름 및 기판의 기계적 특성 전체 범위를 결정하는 데 이상적인 솔루션입니다.

또한 옵션인 3D 비접촉 프로파일러와 AFM 모듈을 사용하면 거칠기와 같은 기타 표면 측정 외에도 압흔, 스크래치 및 마모 트랙의 고해상도 3D 이미징을 수행할 수 있습니다.

저자: Duanjie Li, PhD 수정: Pierre Leroux 및 Jocelyn Esparza

The post Ceramics: Nanoindentation Fast Mapping for Grain Detection appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

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.

The post Improve Mining Procedures With Microindendation appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

기존의 기계적 테스트(경도, 접착력, 압축, 천공, 항복 강도 등)는 조직에서 부서지기 쉬운 재료에 이르기까지 다양한 첨단 재료가 사용되는 오늘날의 품질 관리 환경에서 더 높은 정밀도와 신뢰성을 요구합니다. 기존의 기계식 계측기는 첨단 소재에 필요한 민감한 부하 제어와 분해능을 제공하지 못합니다. 생체 재료와 관련된 과제는 매우 부드러운 재료에 대한 정확한 부하 제어가 가능한 기계적 테스트를 개발해야 합니다. 이러한 재료는 적절한 특성 측정을 보장하기 위해 깊이 범위가 넓고 매우 낮은 mN 미만의 테스트 하중이 필요합니다. 또한 단일 시스템에서 다양한 기계적 테스트 유형을 수행할 수 있어 기능이 향상됩니다. 이를 통해 긁힘 저항 및 항복 강도 실패 지점 외에도 경도, 탄성 계수, 손실 및 저장 계수, 크리프 등 생체 재료에 대한 다양한 중요한 측정값을 제공합니다.

 

측정 목표

이 응용 분야에서는 나노 인덴테이션 모드의 나노베아 기계식 테스터를 사용하여 프로슈토의 지방, 연육 및 암육 영역에 대한 생체 재료 대체물의 세 가지 개별 영역의 경도 및 탄성 계수를 연구합니다.

나노인덴테이션은 계측 압입 표준인 ASTM E2546 및 ISO 14577을 기반으로 합니다. 이 방법은 알려진 형상의 압입 팁을 제어된 증가 정상 하중으로 테스트 재료의 특정 부위에 밀어 넣는 확립된 방법을 사용합니다. 사전 설정된 최대 깊이에 도달하면 완전한 이완이 발생할 때까지 정상 하중이 감소합니다. 피에조 액추에이터에 의해 하중이 가해지며 고감도 로드셀로 제어 루프에서 측정됩니다. 실험 중에 시료 표면에 대한 압자 위치는 고정밀 정전 용량 센서로 모니터링됩니다. 결과 하중 및 변위 곡선은 테스트 재료의 기계적 특성과 관련된 데이터를 제공합니다. 확립된 모델은 측정된 데이터로 정량적 경도 및 탄성률 값을 계산합니다. 나노인덴테이션은 나노미터 규모의 저하중 및 침투 깊이 측정에 적합합니다.

결과 및 토론

아래 표에는 경도 및 영 계수의 측정값과 평균 및 표준편차가 나와 있습니다. 표면 거칠기가 높으면 압흔 크기가 작아 결과에 큰 변동이 발생할 수 있습니다.

지방 부위의 경도는 고기 부위의 절반 정도였습니다. 육류 처리로 인해 어두운 고기 부위가 밝은 고기 부위보다 더 단단해졌습니다. 탄성 계수와 경도는 지방과 고기 부위의 씹는 질감과 직접적인 관련이 있습니다. 지방과 연한 고기 부위는 60초 후에도 어두운 고기보다 더 높은 비율로 크리프가 지속됩니다.

상세 결과 - 지방

상세 결과 - 라이트 미트

상세 결과 - 다크 미트

결론

이 애플리케이션에서 Nanovea의 기계식 테스터 나노인덴테이션 모드에서는 높은 샘플 표면 거칠기를 극복하면서 지방과 고기 영역의 기계적 특성을 안정적으로 결정했습니다. 이는 Nanovea 기계 테스터의 광범위하고 비교할 수 없는 기능을 입증했습니다. 이 시스템은 매우 단단한 재료와 부드러운 생물학적 조직에 대한 정밀한 기계적 특성 측정을 동시에 제공합니다.

피에조 테이블을 사용한 폐쇄 루프 제어 방식의 로드셀은 1~5kPa의 경질 또는 연질 젤 재료를 정밀하게 측정할 수 있습니다. 동일한 시스템을 사용하여 최대 400N의 높은 하중에서 생체 재료를 테스트할 수 있습니다. 피로 테스트에는 다중 사이클 하중을 사용할 수 있으며 평평한 원통형 다이아몬드 팁을 사용하여 각 영역의 항복 강도 정보를 얻을 수 있습니다. 또한 동적 기계 분석(DMA)을 통해 폐쇄 루프 하중 제어를 사용하여 점탄성 특성 손실 및 저장 모듈을 높은 정확도로 평가할 수 있습니다. 다양한 온도와 액체 상태에서의 테스트도 동일한 시스템에서 가능합니다.

나노베아의 기계식 테스터는 생물학적 및 연질 폴리머/젤 응용 분야를 위한 우수한 도구로 계속 사용되고 있습니다.

The post Biological Tissue Hardness Evaluation using Nanoindentation appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

바이오 소재를 위한 나노인덴테이션의 중요성

 
기존의 많은 기계적 테스트(경도, 접착력, 압축, 펑크, 항복 강도 등)를 통해 젤에서 부서지기 쉬운 재료에 이르기까지 첨단 민감 재료를 사용하는 오늘날의 품질 관리 환경에서는 이제 더 높은 정밀도와 신뢰성 제어가 요구됩니다. 기존의 기계식 계측기는 벌크 재료에 사용하도록 설계되어 필요한 민감한 부하 제어 및 분해능을 제공하지 못합니다. 테스트 대상 재료의 크기에 대한 관심이 높아짐에 따라 다음과 같은 개발이 이루어졌습니다. 나노 인덴테이션 는 생체 재료 연구와 같이 작은 표면에서 필수적인 기계적 정보를 얻을 수 있는 신뢰할 수 있는 방법을 제공했습니다. 특히 생체 재료와 관련된 문제로 인해 매우 부드럽거나 부서지기 쉬운 재료에 대한 정확한 하중 제어가 가능한 기계적 테스트의 개발이 필요했습니다. 또한 다양한 기계적 테스트를 수행하기 위해서는 여러 대의 장비가 필요하지만 이제 단일 시스템에서 수행할 수 있습니다. 나노인덴테이션은 민감한 어플리케이션을 위해 나노 제어 하중에서 정밀한 분해능으로 광범위한 측정을 제공합니다.

 

 

측정 목표

이 애플리케이션에서 나노베아 기계 테스터, 나노압입 모드에서는 치아의 상아질, 충치 및 치수의 경도와 탄성 계수를 연구하는 데 사용됩니다. Nanoindentation 테스트에서 가장 중요한 측면은 샘플을 확보하는 것입니다. 여기서는 테스트를 위해 세 가지 관심 영역을 모두 노출시킨 채로 얇게 썬 치아와 에폭시를 장착했습니다.

 

 

결과 및 토론

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

주요 수치 결과 요약 표입니다:

 

 

결론

결론적으로, 나노인덴테이션 모드에서 나노베아 메카니컬 테스터가 치아의 기계적 특성을 정밀하게 측정하는 방법을 살펴보았습니다. 이 데이터는 실제 치아의 기계적 특성과 더 잘 일치하는 충전재를 개발하는 데 사용할 수 있습니다. 나노베아 메카니컬 테스터의 포지셔닝 기능을 통해 다양한 영역에 걸쳐 치아의 경도를 완벽하게 매핑할 수 있습니다.

동일한 시스템을 사용하여 최대 200N의 높은 하중에서 치아 재료 파단 인성을 테스트할 수 있습니다. 다공성 재료에 대해 다중 사이클 하중 테스트를 사용하여 남은 탄성 수준을 평가할 수 있습니다. 평평한 원통형 다이아몬드 팁을 사용하면 각 영역의 항복 강도 정보를 얻을 수 있습니다. 또한 DMA "동적 기계 분석"을 사용하면 손실 및 저장 계수를 포함한 점탄성 특성을 평가할 수 있습니다.

나노베아 나노 모듈은 고유한 피드백 응답을 사용하여 가해지는 하중을 정밀하게 제어하기 때문에 이러한 테스트에 이상적입니다. 이 때문에 나노 모듈은 정확한 나노 스크래치 테스트에도 사용할 수 있습니다. 치아 재료와 충전재의 스크래치 및 내마모성에 대한 연구는 기계식 테스터의 전반적인 유용성을 더합니다. 날카로운 2미크론 팁을 사용하여 충전재의 마모를 정량적으로 비교하면 실제 적용 시 거동을 더 잘 예측할 수 있습니다. 멀티 패스 마모 또는 직접 회전 마모 테스트도 장기적인 생존 가능성에 대한 중요한 정보를 제공하는 일반적인 테스트입니다.

The post Tooth Hardness Evaluation using Nanoindentation appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.