sierpień 2021 – NANOVEA: zaawansowane profilometry, tribometry, nanoindentery i testery odporności na zarysowania do badań materiałów

Topografia powierzchni organicznych z wykorzystaniem przenośnego profilometru 3D

TOPOGRAFIA POWIERZCHNI ORGANICZNEJ

STOSOWANIE PRZENOŚNEGO PROFILOMETRU 3D

Przygotowane przez

CRAIG LEISING

WPROWADZENIE

Natura stała się ważnym źródłem inspiracji dla rozwoju ulepszonej struktury powierzchni. Zrozumienie struktur powierzchni występujących w przyrodzie doprowadziło do badań adhezji opartych na stopach gekonów, badań odporności opartych na zmianach tekstury ogórków morskich oraz badań repelentów opartych na liściach, wśród wielu innych. Powierzchnie te mają wiele potencjalnych zastosowań, od biomedycznych po odzieżowe i motoryzacyjne. Aby którykolwiek z tych przełomowych odkryć w dziedzinie powierzchni odniósł sukces, należy opracować techniki wytwarzania, które pozwolą naśladować i odtwarzać właściwości powierzchni. To właśnie ten proces będzie wymagał identyfikacji i kontroli.

ZNACZENIE PRZENOŚNEGO BEZDOTYKOWEGO PROFILERA OPTYCZNEGO 3D DLA POWIERZCHNI ORGANICZNYCH

Wykorzystując technologię światła chromatycznego, przenośny NANOVEA Jr25 Profiler optyczny ma doskonałe możliwości pomiaru prawie każdego materiału. Obejmuje to unikalne i strome kąty, powierzchnie odblaskowe i pochłaniające występujące w szerokim zakresie cech powierzchni natury. Bezdotykowe pomiary 3D zapewniają pełny obraz 3D, co pozwala na pełniejsze zrozumienie cech powierzchni. Bez możliwości analizy 3D identyfikacja powierzchni natury opierałaby się wyłącznie na informacjach 2D lub obrazach mikroskopowych, które nie dostarczają informacji wystarczających do prawidłowego odwzorowania badanej powierzchni. Zrozumienie pełnego zakresu właściwości powierzchni, w tym tekstury, formy, wymiarów i wielu innych, będzie miało kluczowe znaczenie dla pomyślnej produkcji.

Możliwość łatwego uzyskania w terenie wyników o jakości laboratoryjnej otwiera drzwi do nowych możliwości badawczych.

CEL POMIARU

W tej aplikacji NANOVEA Jr25 służy do pomiaru powierzchni liścia. Istnieje niekończąca się lista parametrów powierzchni, które mogą być automatycznie obliczone po skanowaniu powierzchni 3D.

Tutaj dokonamy przeglądu powierzchni 3D i wybierzemy
obszary zainteresowania do dalszej analizy, w tym
ilościowe określenie i zbadanie chropowatości powierzchni, kanałów i topografii

NANOVEA

JR25

WARUNKI BADANIA

GŁĘBOKOŚĆ RUNA

Średnia gęstość bruzd: 16,471 cm/cm2
Średnia głębokość bruzd: 97,428 μm
Maksymalna głębokość: 359,769 μm

PODSUMOWANIE

W tej aplikacji pokazaliśmy, jak NANOVEA Jr25 przenośny 3D Non-Contact Optical Profiler może precyzyjnie scharakteryzować zarówno topografię jak i szczegóły w skali nanometrowej powierzchni liścia w terenie. Na podstawie tych pomiarów powierzchni 3D można szybko zidentyfikować obszary zainteresowania, a następnie przeanalizować je za pomocą listy nieskończonych badań (Wymiar, Chropowatość Tekstura wykończenia, Kształt Topografia, Płaskość Wypaczenie Planarność, Objętość Powierzchnia, Wysokość kroku i inne). Przekrój 2D może być łatwo wybrany do analizy dalszych szczegółów. Dzięki tym informacjom powierzchnie organiczne mogą być szeroko badane przy użyciu kompletnego zestawu środków do pomiaru powierzchni. Specjalne obszary zainteresowania mogły być dalej analizowane przy użyciu zintegrowanego modułu AFM na modelach stołowych.

NANOVEA oferuje również przenośne szybkie profilometry do badań terenowych oraz szeroki zakres systemów laboratoryjnych, a także świadczy usługi laboratoryjne.

Masz podobną aplikację?

Właściwości adhezyjne powłoki złotej na podłożu kryształu kwarcowego

Właściwości adhezyjne powłoki złotej

na podłożu kryształu kwarcowego

Przygotowane przez

DUANJIE LI, dr

WPROWADZENIE

Mikrowaga kwarcowa (QCM) jest niezwykle czułym czujnikiem masy, zdolnym do wykonywania precyzyjnych pomiarów małych mas w zakresie nanogramów. QCM mierzy zmiany masy na powierzchni poprzez wykrywanie zmian w częstotliwości rezonansowej kryształu kwarcu z dwoma elektrodami przymocowanymi do każdej strony płytki. Zdolność do pomiaru ekstremalnie małej masy czyni go kluczowym elementem w wielu badaniach i instrumentach przemysłowych do wykrywania i monitorowania zmian masy, adsorpcji, gęstości i korozji, itp.

ZNACZENIE TESTU ZDRAPKI DLA QCM

Jako niezwykle dokładne urządzenie, QCM mierzy zmiany masy z dokładnością do 0,1 nanograma. Wszelkie ubytki masy lub rozwarstwienia elektrod na płytce kwarcowej zostaną wykryte przez kryształ kwarcu i spowodują znaczne błędy pomiarowe. W związku z tym, wewnętrzna jakość powłoki elektrody i integralność międzyfazowa systemu powłoka/podłoże odgrywają zasadniczą rolę w wykonywaniu dokładnych i powtarzalnych pomiarów masy. Test mikro zarysowania jest szeroko stosowanym pomiarem porównawczym do oceny względnej spójności lub właściwości adhezyjnych powłok na podstawie porównania obciążeń krytycznych, przy których pojawiają się uszkodzenia. Jest to doskonałe narzędzie do rzetelnej kontroli jakości QCM.

CEL POMIARU

W tej aplikacji NANOVEA Tester mechaniczny, w trybie Micro Scratch, służy do oceny siły spójności i przyczepności złotej powłoki na podłożu kwarcowym próbki QCM. Chcielibyśmy zaprezentować możliwości tzw NANOVEA Tester mechaniczny w wykonywaniu testów mikro zarysowań na delikatnej próbce z wysoką precyzją i powtarzalnością.

NANOVEA

PB1000

WARUNKI BADANIA

Na stronie NANOVEA Tester mechaniczny PB1000 został użyty do przeprowadzenia testów mikro zarysowań na próbce QCM przy użyciu parametrów testowych podsumowanych poniżej. Wykonano trzy zarysowania w celu zapewnienia powtarzalności wyników.

TYP LOAD: Postępowe

OBCIĄŻENIE POCZĄTKOWE

0.01 N

OBCIĄŻENIE KOŃCOWE

30 N

ATMOSFERY: Powietrze 24°C

PRĘDKOŚĆ PRZESUWANIA

2 mm/min

ODLEGŁOŚĆ PRZESUWU

2 mm

WYNIKI I DYSKUSJA

Pełny ślad mikro zarysowań na próbce QCM jest pokazany w RYSUNEK 1. Zachowanie się uszkodzeń przy różnych obciążeniach krytycznych przedstawiono na RYSUNKU 2, gdzie obciążenie krytyczne, LC1 definiuje się jako obciążenie, przy którym pojawiają się pierwsze oznaki uszkodzenia kleju w śladzie zarysowania, LC2 jest obciążeniem, po którym następuje powtarzalne uszkodzenie kleju, a LC3 to obciążenie, przy którym powłoka zostaje całkowicie usunięta z podłoża. Można zauważyć, że niewielkie wykruszanie ma miejsce przy LC1 o wartości 11,15 N, co stanowiło pierwszą oznakę uszkodzenia powłoki.

Ponieważ obciążenie normalne wzrasta podczas badania mikropęknięć, powtarzające się uszkodzenia kleju występują po LC2 o wartości 16,29 N. Gdy LC3 Po osiągnięciu wartości 19,09 N powłoka całkowicie oddziela się od podłoża kwarcowego. Takie obciążenia krytyczne mogą być wykorzystane do ilościowego porównania wytrzymałości kohezyjnej i adhezyjnej powłoki i wyboru najlepszego kandydata do docelowych zastosowań.

RYSUNEK 1: Pełny ślad mikro zarysowań na próbce QCM.

RYSUNEK 2: Ścieżka mikro zarysowań przy różnych obciążeniach krytycznych.

RYSUNEK 3 Przedstawiono ewolucję współczynnika tarcia i głębokości, która może zapewnić lepszy wgląd w progresję uszkodzeń powłoki podczas testu mikro zarysowania.

RYSUNEK 3: Ewolucja COF i Depth podczas testu mikro zarysowania.

PODSUMOWANIE

W tym badaniu wykazaliśmy, że NANOVEA Mechanical Tester wykonuje wiarygodne i dokładne testy mikro zarysowań na próbce QCM. Poprzez zastosowanie liniowo wzrastających obciążeń w sposób kontrolowany i ściśle monitorowany, pomiar zarysowania pozwala użytkownikom zidentyfikować krytyczne obciążenie, przy którym następuje typowe uszkodzenie powłoki kohezyjnej i adhezyjnej. Zapewnia to doskonałe narzędzie do ilościowej oceny i porównania wewnętrznej jakości powłoki i integralności międzyfazowej systemu powłoka/podłoże dla QCM.

Nano, Micro lub Makro moduły NANOVEA Tester mechaniczny zawiera tryby pracy zgodne z normami ISO i ASTM - wgłębianie, zarysowanie i ścieranie, zapewniając najszerszy i najbardziej przyjazny dla użytkownika zakres badań dostępny w jednym systemie. NANOVEANiezrównana oferta stanowi idealne rozwiązanie do określania pełnego zakresu właściwości mechanicznych cienkich lub grubych, miękkich lub twardych powłok, filmów i substratów, w tym twardości, modułu Younga, odporności na pękanie, przyczepności, odporności na zużycie i wielu innych.

Ponadto, opcjonalny profiler bezdotykowy 3D i moduł AFM są dostępne dla wysokiej rozdzielczości obrazowania 3D wgłębień, zarysowań i śladów zużycia, oprócz innych pomiarów powierzchni, takich jak chropowatość i odkształcenia.

Masz podobną aplikację?