미국/글로벌: +1-949-461-9292
EUROPE: +39-011-3052-794
문의하기

트라이보미터를 이용한 유리 코팅 습도 마모 테스트

트라이보미터를 이용한 유리 코팅 습도 마모 테스트

자세히 알아보기

유리 코팅 습도

트라이보미터를 통한 마모 테스트

작성자

DUANJIE LI, 박사

소개

셀프 클리닝 유리 코팅은 유리 표면을 쉽게 청소할 수 있도록 하여 때, 먼지 및 얼룩이 쌓이는 것을 방지합니다. 셀프 클리닝 기능은 청소 빈도, 시간, 에너지 및 청소 비용을 크게 줄여주므로 유리 외관, 거울, 샤워 유리, 창문, 앞 유리 등 다양한 주거 및 상업용 애플리케이션에 매력적인 선택이 될 수 있습니다.

내마모성의 중요성 자가 세척 유리 코팅의 중요성

셀프 클리닝 코팅의 주요 적용 분야는 고층 빌딩의 유리 외벽 외부 표면입니다. 유리 표면은 종종 강풍에 의해 운반되는 고속 입자에 의해 공격을 받습니다. 기상 조건 또한 유리 코팅의 수명에 중요한 역할을 합니다. 유리를 표면 처리하고 오래된 코팅이 실패했을 때 새 코팅을 적용하는 것은 매우 어렵고 비용이 많이 들 수 있습니다. 따라서 유리 코팅의 내마모성은 다음과 같습니다.
다른 날씨 조건이 중요합니다.


다양한 날씨에서 셀프 클리닝 코팅의 실제 환경 조건을 시뮬레이션하려면 제어 및 모니터링되는 습도에서 반복 가능한 마모 평가가 필요합니다. 이를 통해 사용자는 다양한 습도에 노출된 셀프 클리닝 코팅의 내마모성을 적절히 비교하고 목표 용도에 가장 적합한 후보를 선택할 수 있습니다.

측정 목표

이 연구에서 우리는 나노비아 습도 컨트롤러가 장착된 T100 트라이보미터는 다양한 습도에서 셀프 클리닝 유리 코팅의 내마모성을 조사하는 데 이상적인 도구입니다.

나노비아

T100

테스트 절차

소다석회 유리 현미경 슬라이드는 두 가지 다른 처리 레시피를 사용하여 자가 세척 유리 코팅으로 코팅했습니다. 이 두 가지 코팅은 코팅 1과 코팅 2로 식별됩니다. 비교를 위해 코팅되지 않은 맨 유리 슬라이드도 테스트했습니다.


나노비아 트라이보미터 자체 세척 유리 코팅의 마찰계수, COF 및 내마모성과 같은 마찰학적 거동을 평가하기 위해 습도 제어 모듈이 장착된 장치를 사용했습니다. WC 볼 팁(직경 6mm)을 테스트 샘플에 적용했습니다. COF는 현장에서 기록되었습니다. 트라이보 챔버에 부착된 습도 조절기는 상대 습도(RH) 값을 ±1·% 범위로 정밀하게 제어했습니다. 마모 트랙 형태는 마모 테스트 후 광학 현미경으로 검사되었습니다.

최대 부하 40mN
결과 및 토론

다양한 습도 조건에서의 핀 온 디스크 마모 테스트는 코팅 유리와 비코팅 유리에 대해 수행되었습니다.
샘플. 마모 테스트가 진행되는 동안 COF는 다음과 같이 현장에서 기록되었습니다.
그림 1 에 요약되어 있으며 평균 COF는 그림 2. 그림 4 마모 테스트 후 마모 트랙을 비교합니다.


에 표시된 것처럼
그림 1코팅되지 않은 유리는 30% RH에서 슬라이딩 동작이 시작되면 ~0.45의 높은 COF를 나타내며, 300회 회전 마모 테스트가 끝날 때 ~0.6까지 점진적으로 증가합니다. 이에 비해
코팅 유리 샘플 코팅 1과 코팅 2는 테스트 시작 시점에 0.2 미만의 낮은 COF를 보였습니다. COF
의 코팅 2는 나머지 테스트 동안 ~ 0.25에서 안정화되는 반면, 코팅 1은 다음에서 COF의 급격한 증가를 나타냅니다.
~250 회전에서 COF는 ~0.5의 값에 도달합니다. 60% RH에서 마모 테스트를 수행하면 다음과 같은 결과가 나타납니다.
코팅되지 않은 유리는 마모 테스트 전체에서 여전히 약 0.45의 더 높은 COF를 보여줍니다. 코팅 1과 2는 각각 0.27과 0.22의 COF 값을 나타냅니다. 90% RH에서 코팅되지 않은 유리는 마모 테스트가 끝날 때 ~0.5의 높은 COF를 보였습니다. 코팅 1과 코팅 2는 마모 테스트가 시작될 때 ~0.1의 비슷한 COF를 나타냅니다. 코팅 1은 ~0.15의 비교적 안정적인 COF를 유지합니다. 그러나 코팅 2는 약 100회 회전에서 실패한 후 마모 테스트가 끝날 무렵에 COF가 약 0.5로 크게 증가합니다.


셀프 클리닝 유리 코팅의 낮은 마찰은 표면 에너지가 낮기 때문입니다. 매우 높은 정전기를 생성합니다.
물 접촉각과 낮은 롤오프 각도. 현미경으로 볼 때 90% RH의 코팅 표면에 작은 물방울이 형성됩니다.
그림 3. 또한 RH 값이 30%에서 90%로 증가함에 따라 코팅 2의 경우 평균 COF가 ~0.23에서 ~0.15로 감소합니다.

그림 1: 다양한 상대 습도에서 핀 온 디스크 테스트 중 마찰 계수.

그림 2: 다양한 상대 습도에서 핀 온 디스크 테스트 중 평균 COF.

그림 3: 코팅된 유리 표면에 작은 물방울이 형성됩니다.

그림 4 은 다양한 습도에서 마모 테스트 후 유리 표면의 마모 트랙을 비교한 것입니다. 코팅 1은 30% 및 60%의 RH에서 마모 테스트 후 가벼운 마모 징후를 보입니다. 90% RH에서 테스트 후 큰 마모 트랙을 보였으며, 이는 마모 테스트 중 COF의 상당한 증가와 일치합니다. 코팅 2는 건식 및 습식 환경 모두에서 마모 테스트 후 마모 흔적이 거의 나타나지 않았으며, 다양한 습도에서 마모 테스트 중에도 지속적으로 낮은 COF를 나타냈습니다. 우수한 마찰 특성과 낮은 표면 에너지의 조합으로 인해 코팅 2는 열악한 환경에서 셀프 클리닝 유리 코팅 애플리케이션에 적합한 후보입니다. 이에 비해 코팅되지 않은 유리는 다양한 습도에서 더 큰 마모 트랙과 더 높은 COF를 보여 셀프 클리닝 코팅 기술의 필요성을 입증합니다.

그림 4: 다양한 상대 습도(200배 배율)에서 핀 온 디스크 테스트 후 트랙을 마모합니다.

결론

나노비아 T100 트라이보미터는 다양한 습도에서 셀프 클리닝 유리 코팅의 평가 및 품질 관리를 위한 탁월한 도구입니다. 현장 COF 측정 기능을 통해 사용자는 마모 공정의 여러 단계를 COF의 변화와 연관시킬 수 있으며, 이는 유리 코팅의 마모 메커니즘 및 마찰 특성에 대한 근본적인 이해를 향상시키는 데 매우 중요합니다. 다양한 습도에서 테스트한 셀프 클리닝 유리 코팅에 대한 종합적인 마찰학적 분석에 따르면, 코팅 2는 건조 및 습한 환경 모두에서 일정하게 낮은 COF와 우수한 내마모성을 지니고 있어 다양한 날씨에 노출되는 셀프 클리닝 유리 코팅 애플리케이션에 더 적합한 후보임을 보여줍니다.


나노비아 트라이보미터는 ISO 및 ASTM을 준수하는 회전 및 선형 모드를 사용하여 정밀하고 반복 가능한 마모 및 마찰 테스트를 제공하며, 고온 마모, 윤활 및 트리보 부식 모듈을 사전 통합된 하나의 시스템에서 옵션으로 사용할 수 있습니다. 옵션으로 제공되는 3D 비접촉식 프로파일러를 통해 높은
거칠기와 같은 다른 표면 측정과 더불어 마모 트랙의 해상도 3D 이미징을 제공합니다. 

나노 인덴테이션을 이용한 폴리머의 크리프 변형

나노 인덴테이션을 이용한 폴리머의 크리프 변형

자세히 알아보기

크립 변형

나노 인덴테이션을 사용한 폴리머의 비율

작성자

DUANJIE LI, 박사

소개

점탄성 소재인 폴리머는 특정 하중이 가해지면 시간에 따라 변형이 일어나는데, 이를 크리프라고 합니다. 크리프는 구조 부품, 조인 및 피팅, 정수압 용기 등 폴리머 부품이 지속적인 응력에 노출되도록 설계된 경우 중요한 요소가 됩니다.

크리프 측정의 중요성 폴리머

점탄성의 고유한 특성은 폴리머 성능에 중요한 역할을 하며 서비스 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 하중 및 온도와 같은 환경 조건은 폴리머의 크리프 거동에 영향을 미칩니다. 특정 사용 조건에서 사용되는 폴리머 재료의 시간에 따른 크리프 동작에 대한 주의력 부족으로 인해 크리프 오류가 자주 발생합니다. 결과적으로, 폴리머의 점탄성 기계적 거동에 대한 신뢰할 수 있고 정량적인 테스트를 개발하는 것이 중요합니다. NANOVEA의 나노모듈 기계 테스터 고정밀 피에조로 하중을 가하고 현장에서 힘과 변위의 변화를 직접 측정합니다. 정확성과 반복성이 결합되어 크리프 측정에 이상적인 도구입니다.

측정 목표

이 애플리케이션에서는 다음을 보여주었습니다.
나노베아 PB1000 기계식 테스터
~에 나노 인덴테이션 모드는 이상적인 도구입니다
점탄성 기계적 특성 연구용
경도, 영탄성률 포함
및 고분자 재료의 크리프.

나노비아

PB1000

테스트 조건

8가지 폴리머 샘플을 나노베아 PB1000 기계식 테스터를 사용하여 나노 인덴테이션 기법으로 테스트했습니다. 하중이 0에서 40mN까지 선형적으로 증가함에 따라 하중 단계 동안 깊이가 점진적으로 증가했습니다. 그런 다음 30초 동안 최대 하중 40mN에서 압입 깊이의 변화로 크리프를 측정했습니다.

최대 부하 40mN
로딩 속도
80mN/min
하역 요금 80mN/min
크리프 시간
30 s

들여쓰기 유형

Berkovich

다이아몬드

*나노 인덴테이션 테스트 설정

결과 및 토론

다양한 폴리머 샘플에 대한 나노 압입 테스트의 하중 대 변위 플롯은 그림 1에 표시되어 있고 크리프 곡선은 그림 2에 비교되어 있습니다. 경도 및 영 계수는 그림 3에 요약되어 있으며, 크리프 깊이는 그림 4에 나와 있습니다. 그림 1의 예로, 나노 압입 측정을 위한 하중-변위 곡선의 AB, BC 및 CD 부분은 각각 로딩, 크리프 및 언로딩 과정을 나타냅니다.

델린과 PVC는 각각 0.23 및 0.22 GPa로 가장 높은 경도를 보였으며, LDPE는 테스트 폴리머 중 0.026 GPa로 가장 낮은 경도를 나타냈습니다. 일반적으로 경도가 높은 폴리머일수록 크리프율이 낮습니다. 가장 부드러운 LDPE의 크리프 깊이는 798nm로 가장 높았으며, Delrin의 크리프 깊이는 ~120nm였습니다.

폴리머의 크리프 특성은 구조 부품에 사용될 때 매우 중요합니다. 폴리머의 경도와 크리프를 정밀하게 측정하면 폴리머의 시간 의존적 신뢰성을 더 잘 이해할 수 있습니다. 주어진 하중에서 변위 변화인 크리프도 NANOVEA PB1000 기계식 테스터를 사용하여 다양한 고온 및 습도에서 측정할 수 있으므로 폴리머의 점탄성 기계적 거동을 정량적이고 안정적으로 측정할 수 있는 이상적인 도구입니다.
시뮬레이션된 실제 애플리케이션 환경에서

그림 1: 하중 대 변위 플롯
다른 폴리머로 구성됩니다.

그림 2: 30초 동안 최대 40mN의 부하에서 크리핑.

그림 3: 폴리머의 경도 및 영탄성계수.

그림 4: 폴리머의 크립 깊이입니다.

결론

이 연구에서는 나노베아 PB1000이
기계적 시험기는 경도, 영 계수 및 크리프를 포함한 다양한 폴리머의 기계적 특성을 측정합니다. 이러한 기계적 특성은 용도에 적합한 폴리머 소재를 선택하는 데 필수적입니다. Derlin과 PVC는 각각 0.23 및 0.22 GPa로 가장 높은 경도를 나타내며, LDPE는 테스트된 폴리머 중 0.026 GPa로 가장 낮은 경도를 나타냅니다. 일반적으로 경도가 높은 폴리머일수록 크리프율이 낮습니다. 가장 부드러운 LDPE는 798nm의 가장 높은 크리프 깊이를 보였으며, Derlin의 경우 ~120nm였습니다.

나노베아 기계식 테스터는 단일 플랫폼에서 탁월한 다기능 나노 및 마이크로 모듈을 제공합니다. 나노 및 마이크로 모듈에는 스크래치 테스터, 경도 테스터 및 마모 테스터 모드가 포함되어 있어 단일 시스템에서 가장 광범위하고 사용자 친화적인 테스트 범위를 제공합니다.