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부드럽고 유연한 소재 테스트의 중요성

매우 부드럽고 유연한 샘플의 예로 마이크로전자기계 시스템을 들 수 있습니다. MEMS는 프린터, 휴대폰, 자동차 등 일상적인 상업용 제품에 사용됩니다[1]. 또한 바이오센서[2] 및 에너지 하베스팅[3]과 같은 특수 기능에도 사용됩니다. 이러한 애플리케이션을 위해 MEMS는 원래 구성에서 압축된 구성으로 반복적으로 가역적으로 전환할 수 있어야 합니다[4]. 구조가 기계적 힘에 어떻게 반응하는지 이해하기 위해 압축 테스트를 수행할 수 있습니다. 압축 테스트는 다양한 MEMS 구성을 테스트하고 조정하는 데 활용될 수 있을 뿐만 아니라 이러한 샘플의 상한 및 하한 힘 한계를 테스트하는 데에도 활용될 수 있습니다.

측정 목표

이 사례 연구에서 나노브아는 스프링처럼 유연한 두 가지 샘플에 대해 압축 테스트를 수행했습니다. 매우 낮은 부하에서 압축을 수행하고 큰 변위를 기록하는 동시에 낮은 부하에서 데이터를 정확하게 얻을 수 있는 능력과 이를 MEMS 산업에 적용할 수 있는 방법을 보여줍니다. 개인정보 보호정책에 따라 이 연구에서는 샘플과 샘플의 출처는 공개되지 않습니다.

측정 매개변수

참고: 1V/min의 로딩 속도는 압자가 공중에 있을 때 약 100μm의 변위에 비례합니다.

결과 및 토론

기계적 힘에 대한 샘플의 반응은 하중 대 깊이 곡선에서 확인할 수 있습니다. 샘플 A는 위에 나열된 테스트 파라미터로 선형 탄성 변형만 표시합니다. 그림 2는 75μN에서 하중 대 깊이 곡선에 대해 얻을 수 있는 안정성을 보여주는 좋은 예입니다. 하중 및 깊이 센서의 안정성으로 인해 샘플에서 중요한 기계적 반응을 쉽게 감지할 수 있습니다.

샘플 B는 샘플 A와 다른 기계적 응답을 표시합니다. 깊이 750μm를 지나면 그래프에서 파단과 같은 동작이 나타나기 시작합니다. 이는 깊이 850 및 975μm에서 하중이 급격히 감소하는 것을 볼 수 있습니다. 8mN의 범위에서 1mm 이상의 높은 하중 속도로 이동하더라도 고감도 하중 및 깊이 센서를 통해 사용자는 아래의 매끄러운 하중 대 깊이 곡선을 얻을 수 있습니다.

강성은 하중 대 깊이 곡선의 언로드 부분으로부터 계산되었습니다. 강성은 샘플을 변형시키는 데 필요한 힘의 양을 반영합니다. 이 강성 계산에는 재료의 실제 비율을 알 수 없으므로 의사 푸아송 비율 0.3이 사용되었습니다. 이 경우 샘플 B가 샘플 A보다 강성이 더 높은 것으로 나타났습니다.

결론

나노베아 기계식 테스터의 나노 모듈을 사용하여 두 가지 다른 연성 샘플을 압축 상태에서 테스트했습니다. 테스트는 매우 낮은 하중(1mm)에서 수행되었습니다. 나노 모듈을 사용한 나노 스케일 압축 테스트는 매우 부드럽고 유연한 샘플을 테스트할 수 있는 모듈의 능력을 보여주었습니다. 이 연구를 위한 추가 테스트에서는 나노베아 기계 시험기의 다중 하중 옵션을 통해 반복적인 주기적 하중이 스프링과 같은 시료의 탄성 회복 측면에 어떤 영향을 미치는지 다룰 수 있습니다.

이 테스트 방법에 대한 자세한 내용은 info@nanovea.com 으로 문의해 주시고, 추가 애플리케이션 노트는 광범위한 애플리케이션 노트 디지털 라이브러리에서 찾아보시기 바랍니다.

참조

[1] "MEMS 소개 및 응용 분야." EEHerald, 1 Mar, www.eeherald.com/section/design-guide/mems_application_introduction.html.

[루이 조스, 루이 조스-알렉산드로스; 아타나 소 풀 로스, 파나 지오티스 G.; 바티, 케빈 (2012). "마이크로 전자 기계 시스템 및 나노 기술. 차세대 스텐트 기술 시대를위한 플랫폼". Vasc 혈관 내 혈관 외과.46 (8): 605–609. doi:10.1177/1538574412462637. PMID 23047818.

[3] 하자티, 아르만; 김상국 (2011). "초 광대역 압전 에너지 하베스팅". 응용 물리학 편지. 99 (8): 083105. 도이:10.1063/1.3629551.

[4] 푸 하오란 외. "다중 안정 좌굴 역학에 의한 변형 가능한 3D 메조 구조 및 마이크로 전자 소자." 자연 재료 17.3 (2018): 268.