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AR 카테고리: 실험실 테스트
나노 인덴테이션 DMA를 통한 정밀한 국소 유리 전이
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벌크 시료가 일정한 속도로 균일하게 가열되는 시나리오를 상상해 보십시오. 벌크 재료가 가열되어 녹는점에 가까워지면 강성이 떨어지기 시작합니다. 동일한 목표 힘으로 주기적으로 압입(경도 테스트)을 수행하면 시료가 부드러워지기 때문에 각 압입의 깊이가 지속적으로 증가해야 합니다(그림 1 참조). 이 과정은 시료가 녹기 시작할 때까지 계속됩니다. 이 시점에서 압흔당 깊이가 크게 증가하는 것을 관찰할 수 있습니다. 이 개념을 사용하여 고정된 힘 진폭의 동적 진동을 사용하고 변위를 측정하여 재료의 상 변화를 관찰할 수 있습니다(동적 기계 분석(DMA)).
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나노 인덴테이션을 이용한 스트레스 이완 측정
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나노베아 트라이보미터를 이용한 목재 마모 테스트
목재 마감 마모 및 COF 비교의 중요성
목재는 수천 년 동안 주택, 가구, 바닥재의 건축 자재로 사용되어 왔습니다. 자연스러운 아름다움과 내구성이 결합되어 있어 바닥재로 이상적인 제품입니다. 원목마루는 카펫과 달리 색상이 오랫동안 유지되고 청소 및 관리가 용이합니다. 그러나 대부분의 나무마루는 천연소재이기 때문에 긁힘, 긁힘 등 다양한 손상으로부터 목재를 보호하기 위해 표면마감 처리가 필요합니다. 시간이 지남에 따라 치핑. 이번 연구에서는 Nanovea 트라이보미터 세 가지 목재 마감재의 비교 성능을 더 잘 이해하기 위해 마모율과 마찰 계수(COF)를 측정하는 데 사용되었습니다.
바닥재로 사용되는 목재 종의 서비스 거동은 종종 내마모성과 관련이 있습니다. 목재 종류에 따른 개별 세포 및 섬유 구조의 변화는 각기 다른 기계적 및 마찰학적 거동에 영향을 미칩니다. 바닥재로 사용되는 목재의 실제 서비스 테스트는 비용이 많이 들고, 복제하기 어려우며, 장기간의 테스트 시간이 필요합니다. 따라서 신뢰할 수 있고 재현 가능하며 간단한 마모 테스트를 개발하는 것이 중요합니다.
측정 목표
이 연구에서는 세 가지 유형의 목재의 마모 거동을 시뮬레이션하고 비교하여 제어 및 모니터링 방식으로 목재의 마찰 특성을 평가하는 데 있어 나노베아 트라이보미터의 기능을 보여주었습니다.
토론
샘플 설명: 앤틱 자작나무 원목은 7겹 산화알루미늄 마감으로 일상적인 마모와 손상을 방지합니다. 코트십 그레이 오크 및 산토스 마호가니는 모두 표면 마감과 광택이 다양한 라미네이트 바닥재 유형입니다. 코트십 그레이 오크는 슬레이트 그레이 색상, EIR 마감, 저광택입니다. 반면 산토스 마호가니는 짙은 버건디 색상, 프리마감, 고광택으로 표면 스크래치 및 결함을 더 쉽게 숨길 수 있습니다.
세 가지 목재 바닥재 샘플의 마모 테스트 중 COF의 변화는 그림 1에 표시되어 있습니다. 앤틱 버치 하드우드, 코트십 그레이 오크, 산토스 마호가니 샘플은 모두 다른 COF 거동을 보였습니다.
위의 그래프에서 앤틱 자작나무 경재는 전체 테스트 기간 동안 일정한 COF를 보인 유일한 샘플임을 확인할 수 있습니다. 코트십 그레이 오크의 COF가 급격히 증가한 후 점진적으로 감소한 것은 샘플의 표면 거칠기가 COF 거동에 크게 기여했음을 나타낼 수 있습니다. 샘플이 마모됨에 따라 표면 거칠기가 감소하고 더 균질해졌으며, 이는 기계적 마모로 인해 샘플 표면이 더 부드러워짐에 따라 COF가 감소한 것을 설명합니다. 산토스 마호가니의 COF는 테스트 초반에 점진적으로 부드럽게 증가하다가 갑자기 고르지 못한 COF 추세로 전환되었습니다. 이는 라미네이트 코팅이 마모되기 시작하자 스틸 볼(카운터 재료)이 목재 기판과 접촉하여 더 빠르고 난류적인 방식으로 마모되어 테스트가 끝날수록 더 시끄러운 COF 동작을 만들어 냈음을 나타낼 수 있습니다.
앤티크 자작나무 원목:
구애 그레이 오크:
산토스 마호가니
표 2는 마모 테스트를 수행한 후 모든 목재 바닥재 샘플에 대한 마모 트랙 스캔 및 분석 결과를 요약한 것입니다. 각 샘플에 대한 자세한 정보와 이미지는 그림 2-7에서 확인할 수 있습니다. 세 샘플 간의 마모율 비교를 통해 산토스 마호가니가 다른 두 샘플보다 기계적 마모에 대한 복원력이 떨어진다는 것을 알 수 있습니다. 앤틱 버치 하드우드와 코트십 그레이 오크는 마모율이 매우 비슷했지만 테스트 중 마모 거동은 크게 달랐습니다. 앤틱 버치 하드우드는 점진적이고 균일한 마모 경향을 보인 반면, 코트쉽 그레이 오크는 기존의 표면 질감과 마감으로 인해 얕고 움푹 패인 마모 트랙을 보였습니다.
결론
이 연구에서는 앤틱 버치 하드우드, 코트십 그레이 오크, 산토스 마호가니 등 세 가지 목재의 마찰 계수와 내마모성을 제어 및 모니터링 방식으로 평가하는 데 있어 나노베아 트라이보미터의 성능을 보여주었습니다. 앤티크 버치 하드우드의 우수한 기계적 특성은 더 나은 내마모성으로 이어집니다. 목재 표면의 질감과 균질성은 마모 거동에 중요한 역할을 합니다. 목재 세포 섬유 사이의 틈이나 균열과 같은 코트십 그레이 오크 표면 질감은 마모가 시작되고 확산되는 약한 지점이 될 수 있습니다.
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Jr25 3D 비접촉식 프로파일로미터의 휴대성과 유연성
샘플 표면을 이해하고 정량화하는 것은 품질 관리 및 연구를 포함한 많은 응용 분야에서 매우 중요합니다. 표면을 연구하기 위해 프로파일로미터를 사용하여 샘플을 스캔하고 이미지화하는 경우가 많습니다. 기존의 프로파일 측정 장비의 큰 문제는 비 전통적인 샘플을 수용할 수 없다는 것입니다. 샘플 크기, 기하학적 구조, 샘플 이동 불가능 또는 기타 불편한 샘플 준비로 인해 비 전통적인 샘플을 측정하는 데 어려움이 발생할 수 있습니다. 나노베아의 휴대용 3D 비접촉 프로파일로미터JR 시리즈는 다양한 각도에서 샘플 표면을 스캔하는 기능과 휴대성으로 이러한 문제의 대부분을 해결할 수 있습니다.
부드럽고 유연한 소재에 대한 압축
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.
나노베아 기계 테스터 나노 매우 낮은 하중에서 데이터를 정확하게 수집하고 1mm 이상의 거리를 이동할 수 있는 모듈의 기능은 부드럽고 유연한 샘플을 테스트하는 데 이상적입니다. 독립적인 하중 및 깊이 센서를 보유함으로써 큰 압자 변위는 하중 센서의 판독값에 영향을 미치지 않습니다. 1mm 이상의 압자 이동 범위에서 저부하 테스트를 수행할 수 있는 능력은 당사 시스템을 다른 나노인덴테이션 시스템과 비교할 때 독특하게 만듭니다. 이에 비해 나노크기 압입 시스템의 합리적인 이동 거리는 일반적으로 250μm 미만입니다.
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 [email protected] 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.
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마찰학으로 브레이크 패드 평가하기
브레이크 패드 성능 평가의 중요성
브레이크 패드는 여러 가지 재료로 구성된 복합 재료로, 수많은 안전 요건을 충족할 수 있어야 합니다. 이상적인 브레이크 패드는 마찰 계수(COF)가 높고, 마모율이 낮으며, 소음이 적고, 다양한 환경에서도 안정성을 유지해야 합니다. 브레이크 패드의 품질이 이러한 요건을 충족할 수 있는지 확인하기 위해 마찰 테스트를 통해 중요한 사양을 파악할 수 있습니다.
브레이크 패드의 신뢰성은 매우 중요하며, 승객의 안전도 결코 소홀히 해서는 안 됩니다. 따라서 작동 조건을 재현하고 가능한 고장 지점을 식별하는 것이 중요합니다.
나노베아와 함께 트라이보미터, 핀, 볼 또는 플랫과 끊임없이 움직이는 카운터 재료 사이에 일정한 하중이 가해집니다. 두 재료 사이의 마찰은 견고한 로드 셀로 수집되어 다양한 하중과 속도에서 재료 특성을 수집하고 고온, 부식성 또는 액체 환경에서 테스트됩니다.
측정 목표
이 연구에서는 상온에서 700°C까지 지속적으로 온도가 상승하는 환경에서 브레이크 패드의 마찰 계수를 연구했습니다. 브레이크 패드의 눈에 띄는 고장이 관찰될 때까지 현장에서 환경 온도를 올렸습니다. 슬라이딩 인터페이스 근처의 온도를 측정하기 위해 핀의 뒷면에 열전대를 부착했습니다.
테스트 절차 및 방법
결과 및 토론
이 연구는 주로 브레이크 패드가 고장 나기 시작하는 온도에 초점을 맞추고 있습니다. 핀 재질이 브레이크 로터와 동일하지 않기 때문에 획득한 COF는 실제 값을 나타내지 않습니다. 또한 수집된 온도 데이터는 슬라이딩 인터페이스 온도가 아닌 핀의 온도라는 점에 유의해야 합니다.
테스트 시작 시(실온) SS440C 핀과 브레이크 패드 사이의 COF는 약 0.2의 일관된 값을 보였습니다. 온도가 상승함에 따라 COF는 꾸준히 증가하여 350°C 근처에서 0.26으로 정점을 찍었습니다. 390°C를 넘어서면 COF가 빠르게 감소하기 시작합니다. 450°C에서 다시 0.2로 증가하기 시작했지만 얼마 지나지 않아 0.05로 감소하기 시작했습니다.
브레이크 패드가 지속적으로 고장 나는 온도는 500°C 이상의 온도에서 확인되었습니다. 이 온도가 지나면 더 이상 시작 COF인 0.2를 유지할 수 없었습니다.
결론
브레이크 패드는 500°C가 넘는 온도에서 지속적으로 고장을 일으켰습니다. 0.2의 COF는 0.26까지 서서히 상승하다가 테스트가 끝날 때(580°C) 0.05로 떨어집니다. 0.05와 0.2의 차이는 4배입니다. 즉, 580°C에서 동일한 제동력을 얻으려면 상온에서보다 4배 더 큰 힘이 필요하다는 뜻입니다!
이 연구에는 포함되지 않았지만, 나노베아 트라이보미터는 브레이크 패드의 또 다른 중요한 특성인 마모율을 관찰하기 위한 테스트도 수행할 수 있습니다. 키사이트의 3D 비접촉식 프로파일로미터를 활용하면 마모 트랙의 부피를 측정하여 샘플이 얼마나 빨리 마모되는지 계산할 수 있습니다. 마모 테스트는 다양한 테스트 조건과 환경에서 나노베아 트라이보미터로 수행하여 작동 조건을 가장 잘 시뮬레이션할 수 있습니다.
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방전 가공 금속의 품질 분석
방전 가공(EDM)은 전기 방전을 통해 재료를 제거하는 제조 공정입니다.
방전 [1]. 이 가공 공정은 일반적으로 전도성 금속을 가공하기 어려운 경우에 사용됩니다.
를 기존 방식으로 기계화할 수 있습니다.
모든 가공 공정과 마찬가지로, 허용 가능한 기준을 충족하려면 정밀도와 정확도가 높아야 합니다.
허용 오차 수준. 이 애플리케이션 노트에서는 가공된 금속의 품질을 다음과 같이 평가합니다.
나노베아 3D 비접촉 프로파일로미터.
고무의 점탄성 분석
고무의 점탄성 분석
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타이어는 차량이 도로를 주행할 때 주기적으로 높은 변형을 겪습니다. 열악한 도로 환경에 노출되면 스레드 마모, 마찰로 인한 열 발생, 고무 노화 등 다양한 요인으로 인해 타이어의 수명이 위태로워집니다.
그 결과 타이어는 일반적으로 탄소 충진 고무, 나일론 코드, 강철 와이어 등으로 구성된 복합 층 구조를 갖습니다. 특히 타이어 시스템의 각 부위별 고무 구성은 내마모성 스레드, 쿠션 고무층, 경질 고무 베이스층 등 다양한 기능적 특성을 제공하도록 최적화되어 있습니다.
고무의 점탄성 거동에 대한 신뢰할 수 있고 반복 가능한 테스트는 새 타이어의 품질 관리 및 R&D뿐만 아니라 오래된 타이어의 수명 평가에도 중요합니다. 동적기계분석(DMA) 나노 인덴테이션 점탄성을 특성화하는 기술입니다. 제어된 진동 응력이 가해지면 결과 변형이 측정되어 사용자가 테스트된 재료의 복잡한 계수를 결정할 수 있습니다.
더 나은 종이 보기
종이는 2세기에 발명된 이래 정보 유통에 큰 역할을 해왔습니다[1]. 종이는 일반적으로 나무에서 얻은 섬유가 서로 얽혀서 얇은 시트로 건조된 것입니다. 종이는 정보 저장 매체로서 아이디어, 예술, 역사가 먼 거리와 시간의 흐름에 따라 확산될 수 있게 해 주었습니다.
오늘날 종이는 일반적으로 화폐, 서적, 세면도구, 포장 등에 사용됩니다. 종이는 용도에 맞는 특성을 얻기 위해 다양한 방법으로 처리됩니다. 예를 들어, 시각적으로 매력적인 잡지의 광택지는 거친 냉압착 수채화 용지와 다릅니다. 종이를 생산하는 방법은 종이의 표면 특성에 영향을 미칩니다. 이는 잉크(또는 기타 매체)가 용지에 정착되어 나타나는 방식에 영향을 미칩니다. 다양한 종이 공정이 표면 특성에 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위해 Nanovea는 당사의 장비로 대면적 스캔을 수행하여 다양한 유형의 종이의 거칠기와 질감을 검사했습니다. 3D 비접촉 프로파일로미터.
자세히 알아보려면 클릭하세요. 용지 표면 거칠기!
폴리카보네이트 렌즈에 대해 더 자세히 알아보기
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폴리카보네이트 렌즈는 일반적으로 많은 광학 애플리케이션에 사용됩니다. 내충격성이 높고 무게가 가벼우며 대량 생산 비용이 저렴하기 때문에 다양한 애플리케이션에서 기존 유리보다 실용적입니다[1].
이러한 응용 분야 중 일부는 플라스틱을 사용하지 않으면 충족하기 어려운 안전성(예: 보안경), 복잡성(예: 프레넬 렌즈) 또는 내구성(예: 신호등 렌즈) 기준을 필요로 합니다. 충분한 광학 품질을 유지하면서 많은 요구 사항을 저렴하게 충족할 수 있는 능력 덕분에 플라스틱 렌즈는 해당 분야에서 두각을 나타내고 있습니다. 폴리카보네이트 렌즈에도 한계가 있습니다. 소비자의 주요 관심사는 쉽게 긁힐 수 있다는 점입니다. 이를 보완하기 위해 스크래치 방지 코팅을 적용하기 위해 추가 공정을 수행할 수 있습니다.
나노비아는 세 가지 계측 장비를 활용하여 플라스틱 렌즈의 몇 가지 중요한 특성을 살펴봅니다: 프로파일 미터, 트라이보미터및 기계 테스터.
자세히 보려면 클릭하세요!
다층 박막의 스크래치 테스트
코팅은 여러 산업 분야에서 기본 층을 보존하거나 전자 장치를 만들거나 재료의 표면 특성을 개선하기 위해 광범위하게 사용됩니다. 코팅은 다양한 용도로 인해 광범위하게 연구되고 있지만, 그 기계적 특성은 이해하기 어려울 수 있습니다. 코팅의 실패는 표면-대기 상호 작용, 응집력 실패, 기판-표면 접착 불량으로 인해 마이크로/나노미터 범위에서 발생할 수 있습니다. 코팅 실패를 테스트하는 일관된 방법은 스크래치 테스트입니다. 점진적으로 증가하는 하중을 가함으로써 코팅의 응집력(예: 균열) 및 접착력(예: 박리) 실패를 정량적으로 비교할 수 있습니다.
