PL 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
TR 
KO 
AR Kategoria: Badania laboratoryjne
Dynamiczna analiza mechaniczna za pomocą nanoindentacji
Jakość korka zależy w dużej mierze od jego właściwości mechanicznych i fizycznych. Jego zdolność do uszczelniania wina może być określona przez te ważne czynniki: elastyczność, izolacja, sprężystość i nieprzepuszczalność dla gazów i płynów. Przeprowadzając testy dynamicznej analizy mechanicznej (DMA), można zmierzyć właściwości elastyczności i sprężystości w sposób wymierny. Właściwości te są charakteryzowane za pomocą urządzenia Nanovea Mechanical Tester's Nanoindentacja w postaci modułu Younga, modułu zachowawczego, modułu stratności i tan delta (tan (δ)). Inne dane, które mogą być zebrane z badań DMA to przesunięcie fazowe, twardość, naprężenie i odkształcenie materiału.
Właściwości mechaniczne powłok na płytki z węglika krzemu
Zrozumienie właściwości mechanicznych powłok na waflach z węglika krzemu ma kluczowe znaczenie. Proces produkcji urządzeń mikroelektronicznych może obejmować ponad 300 różnych etapów i może trwać od sześciu do ośmiu tygodni. Podczas tego procesu, podłoże wafla musi być w stanie wytrzymać ekstremalne warunki produkcji, ponieważ niepowodzenie na którymkolwiek etapie spowoduje stratę czasu i pieniędzy. Testowanie twardośćOdporność na przyleganie/zadrapanie oraz współczynnik COF/zużycie płytki muszą spełniać określone wymagania, aby przetrwać warunki narzucone podczas procesu produkcji i aplikacji, aby zapewnić, że nie dojdzie do awarii.
Test mikroskrobania powłoki polimerowej
Testowanie zarysowań stała się jedną z najczęściej stosowanych metod oceny wytrzymałości kohezyjnej i adhezyjnej powłok. Obciążenie krytyczne, przy którym występuje określony rodzaj uszkodzenia powłoki wraz ze stopniowym wzrostem przyłożonego obciążenia, jest powszechnie uważane za niezawodne narzędzie do określania i porównywania właściwości adhezyjnych i kohezyjnych powłok. Najczęściej stosowanym wgłębnikiem do badania zarysowań jest stożkowy wgłębnik diamentowy Rockwella. Jednakże, gdy test zarysowania jest wykonywany na miękkiej powłoce polimerowej osadzonej na kruchym podłożu, takim jak wafel krzemowy, wgłębnik stożkowy ma tendencję do przebijania się przez powłokę, tworząc rowki, a nie tworząc pęknięcia lub rozwarstwienia. Pękanie kruchego wafla krzemowego ma miejsce, gdy obciążenie dalej wzrasta. Dlatego tak ważne jest opracowanie nowej techniki oceny właściwości kohezyjnych lub adhezyjnych miękkich powłok na kruchym podłożu.
ASTM D7187 Wpływ temperatury z wykorzystaniem nanozarysowania
ASTM D7187, odporność lakieru na zarysowania i marmur odgrywa kluczową rolę w jego końcowym zastosowaniu. Lakier samochodowy podatny na zarysowania jest trudny i kosztowny w utrzymaniu i naprawie. Opracowano różne architektury powłok podkładu, lakieru bazowego i lakieru bezbarwnego, aby uzyskać najlepszą odporność na zarysowania/marmur. Testowanie nanozarysowań została opracowana jako standardowa metoda testowa do pomiaru mechanistycznych aspektów zachowania powłok malarskich pod wpływem zarysowań/maru, zgodnie z opisem w normie ASTM D7187.. Podczas testu zarysowania przy różnych obciążeniach występują różne podstawowe mechanizmy odkształcenia, a mianowicie odkształcenie sprężyste, odkształcenie plastyczne i pękanie. Zapewnia to ilościową ocenę odporności plastycznej i odporności na pękanie powłok malarskich.
ASTM D7187 Wpływ temperatury z wykorzystaniem nanozarysowania
Zużycie ścierne tekstyliów przez tribometr
Pomiar odporności tkanin na ścieranie jest bardzo trudny. Wiele czynników odgrywa rolę podczas testu, w tym właściwości mechaniczne włókien, struktura przędzy i splot tkanin. Może to skutkować słabą powtarzalnością wyników testów i stwarzać trudności w porównywaniu wartości podawanych przez różne laboratoria. Zużycie tkanin ma kluczowe znaczenie dla producentów, dystrybutorów i sprzedawców detalicznych w łańcuchu produkcji tekstyliów. Dobrze kontrolowana, wymierna i powtarzalna Tribometr Pomiar odporności na zużycie ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia niezawodnej kontroli jakości produkcji tkanin.
Samoczyszcząca powłoka szklana Pomiar tarcia
Samoczyszcząca powłoka szklana posiada niską energię powierzchniową, która odpycha zarówno wodę, jak i oleje. Taka powłoka tworzy łatwą do czyszczenia i nieprzywierającą szklaną powierzchnię, która chroni ją przed brudem, zabrudzeniami i plamami. Łatwa w czyszczeniu powłoka znacznie zmniejsza zużycie wody i energii podczas czyszczenia szkła. Nie wymaga ostrych i toksycznych detergentów chemicznych, co czyni ją przyjaznym dla środowiska wyborem dla szerokiej gamy zastosowań mieszkaniowych i komercyjnych, takich jak lustra, szyby prysznicowe, okna i szyby przednie.
Cykliczny pomiar naprężeń i odkształceń metodą nanoindentacji
Cykliczny pomiar naprężeń i odkształceń metodą nanoindentacji
Dowiedz się więcej
Znaczenie nanoindentacji
Ciągłe pomiary sztywności (CSM) uzyskane przez nanoindentacja ujawnia zależność naprężenie-odkształcenie materiałów za pomocą minimalnie inwazyjnych metod. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod badania wytrzymałości na rozciąganie, nanoindentacja dostarcza danych naprężenie-odkształcenie w nanoskali bez potrzeby stosowania dużego przyrządu. Krzywa naprężenie-odkształcenie dostarcza kluczowych informacji na temat progu między zachowaniem sprężystym a plastycznym, gdy próbka jest poddawana rosnącym obciążeniom. CSM daje możliwość określenia granicy plastyczności materiału bez użycia niebezpiecznego sprzętu.
Nanoindentacja zapewnia niezawodną i przyjazną dla użytkownika metodę szybkiego badania danych naprężenie-odkształcenie. Co więcej, pomiar zachowania naprężenie-odkształcenie w nanoskali umożliwia badanie ważnych właściwości małych powłok i cząstek w materiałach, gdy stają się one bardziej zaawansowane. Nanoindentacja dostarcza informacji na temat granicy sprężystości i granicy plastyczności, a także twardości, modułu sprężystości, pełzania, odporności na pękanie itp. dzięki czemu jest wszechstronnym narzędziem metrologicznym.
Dane naprężenie-odkształcenie dostarczone przez nanoindentację w tym badaniu identyfikują granicę sprężystości materiału, wchodząc tylko 1,2 mikrona w głąb powierzchni. Używamy CSM do określenia, w jaki sposób właściwości mechaniczne materiałów rozwijają się, gdy wgłębnik wnika głębiej w powierzchnię. Jest to szczególnie przydatne w zastosowaniach cienkowarstwowych, gdzie właściwości mogą zależeć od głębokości. Nanoindentacja to minimalnie inwazyjna metoda potwierdzania właściwości materiałów w badanych próbkach.
Test CSM jest przydatny do pomiaru właściwości materiału w zależności od głębokości. Testy cykliczne mogą być wykonywane przy stałym obciążeniu w celu określenia bardziej złożonych właściwości materiału. Może to być przydatne do badania zmęczenia lub wyeliminowania wpływu porowatości w celu uzyskania rzeczywistego modułu sprężystości.
Cel pomiaru
W tej aplikacji tester mechaniczny Nanovea wykorzystuje CSM do badania twardości i modułu sprężystości w funkcji głębokości oraz danych naprężenie-odkształcenie na standardowej próbce stali. Stal została wybrana ze względu na jej powszechnie uznaną charakterystykę, aby pokazać kontrolę i dokładność danych naprężenie-odkształcenie w nanoskali. Sferyczna końcówka o promieniu 5 mikronów została użyta do osiągnięcia wystarczająco wysokich naprężeń przekraczających granicę sprężystości stali.
Warunki i procedury testowe
Zastosowano następujące parametry wcięcia:
Wyniki:
Wzrost obciążenia podczas oscylacji zapewnia następującą krzywą głębokości w funkcji obciążenia. Podczas obciążenia przeprowadzono ponad 100 oscylacji, aby znaleźć dane naprężenie-odkształcenie, gdy wgłębnik penetruje materiał.
Określiliśmy naprężenie i odkształcenie na podstawie informacji uzyskanych w każdym cyklu. Maksymalne obciążenie i głębokość w każdym cyklu pozwalają nam obliczyć maksymalne naprężenie przyłożone w każdym cyklu do materiału. Odkształcenie jest obliczane na podstawie głębokości resztkowej w każdym cyklu od częściowego rozładowania. Pozwala nam to obliczyć promień pozostałego odcisku poprzez podzielenie promienia końcówki w celu uzyskania współczynnika odkształcenia. Wykres zależności naprężenia od odkształcenia dla materiału pokazuje strefy sprężyste i plastyczne z odpowiadającym im naprężeniem granicznym sprężystości. Nasze testy wykazały, że przejście między strefą sprężystą i plastyczną materiału wynosi około 0,076 odkształcenia przy granicy sprężystości 1,45 GPa.
Każdy cykl działa jak pojedyncze wgłębienie, więc w miarę zwiększania obciążenia przeprowadzamy testy na różnych kontrolowanych głębokościach w stali. Twardość i moduł sprężystości w zależności od głębokości można więc wykreślić bezpośrednio z danych uzyskanych dla każdego cyklu.
Gdy wgłębnik przemieszcza się w głąb materiału, obserwujemy wzrost twardości i spadek modułu sprężystości.
Wniosek
Wykazaliśmy, że tester mechaniczny Nanovea zapewnia wiarygodne dane naprężenie-odkształcenie. Zastosowanie kulistej końcówki z wgłębieniem CSM pozwala na pomiar właściwości materiału przy zwiększonym naprężeniu. Obciążenie i promień wgłębnika można zmieniać w celu testowania różnych materiałów na kontrolowanych głębokościach. Testery mechaniczne Nanovea zapewniają testy wgłębień w zakresie od poniżej mN do 400N.
Uszkodzenie powłoki stentu z rowkiem z wykorzystaniem badania nanozarysowań
Stent uwalniający lek to nowe podejście w technologii stentów. Posiada biodegradowalną i biokompatybilną powłokę polimerową, która uwalnia lek powoli i w sposób ciągły w lokalnej tętnicy, aby zahamować pogrubienie błony wewnętrznej i zapobiec ponownemu zablokowaniu tętnicy. Jednym z głównych problemów jest rozwarstwienie powłoki polimerowej, która zawiera warstwę uwalniającą lek, od metalowego podłoża stentu. Aby poprawić przyczepność tej powłoki do podłoża, stent jest projektowany w różnych kształtach. W szczególności w tym badaniu powłoka polimerowa znajduje się na dnie rowka na drucie siatkowym, co stanowi ogromne wyzwanie dla pomiaru przyczepności. Potrzebna jest niezawodna technika ilościowego pomiaru wytrzymałości międzyfazowej między powłoką polimerową a metalowym podłożem. Specjalny kształt i mała średnica siatki stentu (porównywalna z ludzkim włosem) wymagają bardzo dokładnej dokładności bocznej XY w celu zlokalizowania pozycji testowej oraz właściwej kontroli i pomiaru obciążenia i głębokości podczas testu.
Uszkodzenie powłoki stentu z rowkiem z wykorzystaniem badania nanozarysowań
Nanoindentacja folii polimerowych w kontrolowanej wilgotności
Właściwości mechaniczne polimeru zmieniają się wraz ze wzrostem wilgotności otoczenia. Przejściowe efekty wilgoci, znane również jako efekty mechano-sorpcyjne, powstają, gdy polimer absorbuje wysoką zawartość wilgoci i doświadcza przyspieszonego pełzania. Wyższa podatność na pełzanie jest wynikiem złożonych połączonych efektów, takich jak zwiększona ruchliwość cząsteczek, starzenie fizyczne wywołane sorpcją i gradienty naprężeń wywołane sorpcją.
W związku z tym potrzebny jest wiarygodny i ilościowy test (nanoindentacja wilgotnościowa) wpływu sorpcji na zachowanie mechaniczne materiałów polimerowych przy różnym poziomie wilgotności. Moduł Nano testera mechanicznego Nanovea przykłada obciążenie za pomocą precyzyjnego piezoelektrycznego czujnika i bezpośrednio mierzy ewolucję siły i przemieszczenia. Jednolita wilgotność jest wytwarzana wokół końcówki wgłębnika i powierzchni próbki za pomocą obudowy izolacyjnej, co zapewnia dokładność pomiaru i minimalizuje wpływ dryftu spowodowanego gradientem wilgotności.
Nanoindentacja folii polimerowych w kontrolowanej wilgotności
Sztywność włosia szczotki z wykorzystaniem tribometru
Pędzle są jednymi z najbardziej podstawowych i powszechnie używanych narzędzi na świecie. Mogą być używane do usuwania materiału (szczoteczka do zębów, pędzel archeologiczny, pędzel do szlifierki stołowej), nakładania materiału (pędzel do malowania, pędzel do makijażu, pędzel do złocenia), czesania włókien lub dodawania wzoru. W wyniku działania na nie sił mechanicznych i ściernych, szczotki muszą być stale wymieniane po umiarkowanym użytkowaniu. Na przykład główki szczoteczek do zębów powinny być wymieniane co trzy do czterech miesięcy z powodu strzępienia się w wyniku wielokrotnego użytkowania. Zbyt sztywne włókna szczoteczki do zębów grożą ścieraniem samego zęba zamiast miękkiej płytki nazębnej. Zbyt miękkie włókna szczoteczki sprawiają, że szczoteczka szybciej traci swój kształt. Zrozumienie zmieniającego się wygięcia szczoteczki, a także zużycia i ogólnej zmiany kształtu włókien w różnych warunkach obciążenia jest niezbędne do projektowania szczoteczek, które lepiej spełniają swoje zastosowanie.
