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카테고리: 압흔 | 파단 인성

 

미세 입자: 압축 강도 및 마이크로 압입

미세 입자

압축 강도 및 마이크로 인덴테이션
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.

나노베아

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 나노베아 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
나노베아 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.

이제 애플리케이션에 대해 이야기해 보겠습니다.

마이크로 인덴테이션으로 채굴 절차 개선

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.

휴대폰 화면 보호기의 스크래치 방지

휴대폰 화면 보호기의 스크래치 방지

자세히 알아보기
 

화면 보호기 테스트의 중요성

휴대폰 화면은 깨지거나 긁히지 않도록 설계되었지만 여전히 손상되기 쉽습니다. 매일 휴대폰을 사용하면 스크래치와 균열이 쌓이는 등 마모가 발생할 수 있습니다. 이러한 화면을 수리하는 데는 비용이 많이 들 수 있으므로 화면 보호기는 화면의 내구성을 높이기 위해 일반적으로 구입하여 사용하는 저렴한 손상 방지 아이템입니다.


나노비아 PB1000 기계식 테스터의 매크로 모듈을 음향 방출(AE) 센서와 함께 사용하면 스크래치1 테스트에서 화면 보호기가 고장을 일으키는 임계 부하를 명확하게 식별하여 두 가지 유형의 화면 보호기 간 비교 연구를 수행할 수 있습니다.


화면 보호기 소재의 일반적인 두 가지 유형은 TPU(열가소성 폴리우레탄)와 강화 유리입니다. 이 중 강화 유리는 충격 및 스크래치 보호 기능이 뛰어나므로 가장 좋은 것으로 간주됩니다. 그러나 가장 비싸기도 합니다. 반면에 TPU 화면 보호기는 가격이 저렴하고 플라스틱 화면 보호기를 선호하는 소비자에게 인기있는 선택입니다. 화면 보호기는 스크래치와 충격을 흡수하도록 설계되고 일반적으로 부서지기 쉬운 특성을 가진 재료로 만들어지기 때문에 현장 AE 감지와 결합 된 제어 스크래치 테스트는 응집 실패 (예 : 균열, 칩핑 및 파손) 및 / 또는 접착 실패 (예 : 박리 및 갈라짐)가 발생하는 하중을 결정하기위한 최적의 테스트 설정입니다.



측정 목표

이 연구에서는 나노비아의 PB1000 기계식 테스터의 매크로 모듈을 사용하여 두 가지 상용 화면 보호기에 대해 세 가지 스크래치 테스트를 수행했습니다. 음향 방출 센서와 광학 현미경을 사용하여 각 화면 보호기에 고장이 발생하는 임계 하중을 확인했습니다.




테스트 절차 및 방법

나노비아 PB1000 기계식 테스터를 사용하여 휴대폰 화면에 부착하고 마찰 센서 테이블에 고정된 두 개의 화면 보호기를 테스트했습니다. 모든 스크래치에 대한 테스트 매개변수는 아래 표 1에 표로 정리되어 있습니다.




결과 및 토론

화면 보호기는 서로 다른 재질로 만들어졌기 때문에 각각 다양한 유형의 고장이 발생했습니다. TPU 화면 보호기의 경우 심각한 고장이 한 번만 관찰된 반면 강화 유리 화면 보호기는 두 번이나 관찰되었습니다. 각 샘플에 대한 결과는 아래 표 2에 나와 있습니다. 임계 하중 #1은 화면 보호기가 현미경으로 응집 실패의 징후를 보이기 시작한 하중으로 정의됩니다. 임계 부하 #2는 음향 방출 그래프 데이터에서 보이는 첫 번째 피크 변화로 정의됩니다.


TPU 화면 보호기의 경우, 임계 하중 #2는 보호기가 휴대폰 화면에서 눈에 띄게 벗겨지기 시작한 스크래치와 함께 위치와 관련이 있습니다. 나머지 스크래치 테스트에서 임계 하중 #2를 초과하면 휴대폰 화면 표면에 스크래치가 나타났습니다. 강화 유리 화면 보호기의 경우 임계 하중 #1은 방사형 골절이 나타나기 시작한 위치와 상관 관계가 있습니다. 임계 하중 #2는 더 높은 하중에서 스크래치가 끝날 때 발생합니다. 음향 방출은 TPU 화면 보호기보다 더 큰 크기이지만 휴대폰 화면에는 손상이 발생하지 않았습니다. 두 경우 모두 임계 하중 #2는 깊이의 큰 변화에 해당하며 압자가 화면 보호기를 관통했음을 나타냅니다.













결론




이 연구에서는 제어되고 반복 가능한 스크래치 테스트를 수행하는 동시에 음향 방출 감지를 사용하여 TPU 및 강화 유리로 만든 화면 보호기에서 접착 및 응집 실패가 발생하는 하중을 정확하게 식별하는 Nanovea PB1000 기계식 테스터의 기능을 보여줍니다. 이 문서에 제시된 실험 데이터는 강화유리가 휴대폰 화면의 스크래치 방지에 가장 효과적이라는 초기 가정을 뒷받침합니다.


Nanovea Mechanical Tester는 ISO 및 ASTM 규격을 준수하는 Nano 및 Micro 모듈을 사용하여 정확하고 반복 가능한 압입, 스크래치 및 마모 측정 기능을 제공합니다. 그만큼 기계 테스터 는 얇거나 두꺼운 코팅, 부드럽거나 단단한 코팅, 필름 및 기판의 전체 기계적 특성을 결정하는 데 이상적인 솔루션을 제공하는 완벽한 시스템입니다.

이제 애플리케이션에 대해 이야기해 보겠습니다.

마이크로 인덴테이션을 사용한 3 포인트 굽힘 테스트

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