PL 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
TR 
KO 
AR Kategoria: Wgniecenie | Wytrzymałość na złamanie
Mikrocząstki: Wytrzymałość na ściskanie i mikroodkształcanie
MIKROCZĄSTECZKI
WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCISKANIE I MIKROWGŁĘBIENIA
POPRZEZ BADANIE SOLI
Autor:
Jorge Ramirez
Reviewed by:
Jocelyn Esparza
WPROWADZENIE
Wytrzymałość na ściskanie stała się kluczowa dla pomiarów kontroli jakości przy opracowywaniu i ulepszaniu nowych i istniejących mikrocząstek i mikrocech (filary i kule), które są obecnie obserwowane. Mikrocząstki mają różne kształty, rozmiary i mogą być wykonane z ceramiki, szkła, polimerów i metali. Zastosowania obejmują dostarczanie leków, wzmacnianie smaku żywności, formuły betonowe i wiele innych. Kontrola właściwości mechanicznych mikrocząstek lub mikrostruktur jest kluczowa dla ich sukcesu i wymaga zdolności do ilościowego scharakteryzowania ich integralności mechanicznej.
ZNACZENIE GŁĘBOKOŚCI W STOSUNKU DO WYTRZYMAŁOŚCI NA ŚCISKANIE ŁADUNKU
Standardowe przyrządy do pomiaru ściskania nie są przystosowane do niskich obciążeń i nie zapewniają odpowiedniego dane głębokości dla mikrocząstek. Używając Nano lub Mikroindentacjawytrzymałość na ściskanie nano- lub mikrocząstek (miękkich lub twardych) może być dokładnie i precyzyjnie mierzona.
CEL POMIARU
W tej nocie aplikacyjnej mierzymy wytrzymałość soli na ściskanie z the Tester mechaniczny NANOVEA w trybie mikroindentacji.
NANOVEA
CB500
WARUNKI BADANIA
maksymalna siła
30 N
wskaźnik załadunku
60 N/min
szybkość rozładunku
60 N/min
typ wgłębnika
Płaski dziurkacz
Stal | 1mm Średnica
Krzywe zależności obciążenia od głębokości
Wyniki i dyskusja
Wysokość, siła niszcząca i wytrzymałość dla cząstki 1 i cząstki 2
Uszkodzenie cząstek zostało określone jako punkt, w którym początkowe nachylenie krzywej siły w stosunku do głębokości zaczęło zauważalnie maleć. Takie zachowanie wskazuje, że materiał osiągnął granicę plastyczności i nie jest już w stanie wytrzymać przyłożonych sił ściskających. Po przekroczeniu granicy plastyczności, głębokość wgniecenia zaczyna wykładniczo rosnąć przez cały okres obciążenia. Takie zachowanie można zaobserwować w Krzywe zależności obciążenia od głębokości dla obu próbek.
PODSUMOWANIE
Podsumowując, pokazaliśmy, jak NANOVEA Tester mechaniczny w trybie mikrowgłębiania jest doskonałym narzędziem do badania wytrzymałości na ściskanie mikrocząstek. Pomimo, że badane cząstki wykonane są z tego samego materiału, podejrzewa się, że różne punkty zniszczenia zmierzone w tym badaniu były prawdopodobnie spowodowane istniejącymi wcześniej mikropęknięciami w cząstkach i różnymi rozmiarami cząstek. Należy zauważyć, że w przypadku materiałów kruchych dostępne są czujniki emisji akustycznej umożliwiające pomiar początku propagacji pęknięć podczas badania.
Na stronie NANOVEA Tester mechaniczny oferuje rozdzielczość przemieszczeń głębokościowych do poziomu sub nanometrów,
dzięki czemu jest to doskonałe narzędzie do badania bardzo delikatnych mikrocząstek lub elementów. Dla miękkich i delikatnych
materiały, obciążenia do 0,1mN są możliwe dzięki naszemu modułowi nano-wgniatania
TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI
Usprawnienie procedur wydobywczych dzięki mikroindykacji
BADANIA MIKROINDENTACYJNE I KONTROLA JAKOŚCI
Mechanika skał jest nauką o mechanicznym zachowaniu się mas skalnych i jest stosowana w górnictwie, wiertnictwie, eksploatacji złóż i budownictwie cywilnym. Zaawansowane oprzyrządowanie z precyzyjnymi pomiarami właściwości mechanicznych pozwala na doskonalenie części i procedur w tych branżach. Skuteczne procedury kontroli jakości są zapewnione poprzez zrozumienie mechaniki skał w skali mikro.
Mikroindentacja jest kluczowym narzędziem wykorzystywanym w badaniach związanych z mechaniką skał. Techniki te rozwijają techniki wydobywcze, zapewniając dalsze zrozumienie właściwości górotworu. Mikroindentacja jest wykorzystywana do ulepszania głowic wiertniczych, co usprawnia procedury wydobywcze. Mikroindentacja została wykorzystana do badania tworzenia się kredy i proszku z minerałów. Badania mikroindentacyjne mogą obejmować twardość, moduł Younga, pełzanie, naprężenie-odkształcenie, odporność na pękanie i ściskanie za pomocą jednego instrumentu.
CEL POMIARU
W tej aplikacji Nanovea tester mechaniczny mierzy twardość Vickersa (Hv), moduł Younga i odporność na pękanie próbki skały mineralnej. Skała składa się z biotytu, skalenia i kwarcu, które tworzą standardowy kompozyt granitowy. Każdy jest testowany osobno.
WYNIKI I DYSKUSJA
Ta część zawiera tabelę podsumowującą, która porównuje główne wyniki liczbowe dla różnych próbek, a następnie pełne zestawienie wyników, w tym każde wykonane wgłębienie, wraz z mikrografami wgłębienia, jeśli są dostępne. Te pełne wyniki przedstawiają zmierzone wartości twardości i modułu Younga jako głębokości penetracji (Δd) z ich średnimi i odchyleniami standardowymi. Należy wziąć pod uwagę, że duża zmienność wyników może wystąpić w przypadku, gdy chropowatość powierzchni jest w tym samym zakresie wielkości co wgłębienie.
Tabela zbiorcza głównych wyników numerycznych dla twardości i odporności na złamanie
PODSUMOWANIE
Tester mechaniczny Nanovea wykazuje powtarzalność i precyzyjne wyniki wgłębiania na twardej powierzchni skał mineralnych. Twardość i moduł Younga każdego materiału tworzącego granit mierzono bezpośrednio z krzywych głębokości wgłębienia w stosunku do obciążenia. Szorstka powierzchnia oznaczała konieczność stosowania większych obciążeń, które mogły spowodować mikropęknięcia. Mikropęknięcia wyjaśniałyby niektóre z różnic w pomiarach. Ze względu na szorstką powierzchnię próbki, pęknięcia nie były widoczne w standardowej obserwacji mikroskopowej. Dlatego też, nie jest możliwe obliczenie tradycyjnej wartości odporności na pękanie, która wymaga pomiarów długości pęknięć. Zamiast tego, zastosowaliśmy system do wykrywania inicjacji pęknięć poprzez dyslokacje w krzywych głębokości w stosunku do obciążenia podczas zwiększania obciążenia.
Obciążenia progowe związane z pękaniem zostały podane przy obciążeniach, przy których wystąpiły uszkodzenia. W przeciwieństwie do tradycyjnych testów odporności na pękanie, w których mierzy się jedynie długość pęknięcia, uzyskuje się obciążenie, przy którym rozpoczyna się pękanie progowe. Dodatkowo, kontrolowane i ściśle monitorowane środowisko umożliwia pomiar twardości jako wartości ilościowej do porównania różnych próbek.
TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI
Odporność na zarysowania ekranów telefonów komórkowych
Odporność na zarysowania ekranów telefonów komórkowych
Dowiedz się więcej
Dowiedz się więcej
Znaczenie testowania ochraniaczy ekranu
Choć ekrany telefonów są zaprojektowane tak, aby były odporne na stłuczenia i zarysowania, to jednak są podatne na uszkodzenia. Codzienne użytkowanie telefonu powoduje ich zużycie, np. gromadzenie się rys i pęknięć. Ponieważ naprawa tych ekranów może być kosztowna, ochraniacze ekranu są niedrogim elementem zapobiegającym uszkodzeniom, powszechnie kupowanym i używanym w celu zwiększenia trwałości ekranu.
Używając modułu makro Nanovea PB1000 Mechanical Tester w połączeniu z czujnikiem emisji akustycznej (AE), możemy wyraźnie zidentyfikować krytyczne obciążenia, przy których ochraniacze ekranu wykazują uszkodzenie z powodu zarysowania1 test, aby stworzyć badanie porównawcze pomiędzy dwoma typami ochraniaczy ekranu.
Dwa popularne rodzaje materiałów na ochraniacze ekranu to TPU (termoplastyczny poliuretan) i szkło hartowane. Z tych dwóch, szkło hartowane jest uważane za najlepsze, ponieważ zapewnia lepszą ochronę przed uderzeniami i zarysowaniami. Jest ono jednak również najdroższe. TPU ochraniacze ekranu z drugiej strony, są mniej kosztowne i popularny wybór dla konsumentów, którzy wolą plastikowe ochraniacze ekranu. Ponieważ ochraniacze ekranu są zaprojektowane tak, aby absorbować zarysowania i uderzenia i są zwykle wykonane z materiałów o właściwościach kruchych, kontrolowana próba zarysowania połączona z wykrywaniem AE w warunkach in-situ jest optymalną konfiguracją badań do określenia obciążeń, przy których występują uszkodzenia kohezyjne (np. pęknięcia, odpryski i złamania) i/lub uszkodzenia kleju (np. rozwarstwienia i odpryski).
Cel pomiaru
W tym badaniu przeprowadzono trzy testy zarysowania na dwóch różnych komercyjnych ochraniaczach ekranu przy użyciu modułu makro Nanovea PB1000 Mechanical Tester. Używając czujnika emisji akustycznej i mikroskopu optycznego, zidentyfikowano krytyczne obciążenia, przy których każdy z ochraniaczy ekranu wykazywał uszkodzenia.
Procedura badania i procedury
Tester mechaniczny Nanovea PB1000 został użyty do badania dwóch ochraniaczy ekranu nałożonych na ekran telefonu i zaciśniętych na stole z czujnikiem tarcia. Parametry testu dla wszystkich zarysowań zestawiono w tabeli 1 poniżej.
Wyniki i dyskusja
Ponieważ ochraniacze ekranu były wykonane z innego materiału, każdy z nich wykazywał różne rodzaje awarii. Tylko jedno krytyczne uszkodzenie zostało zaobserwowane dla ochraniacza ekranu TPU, podczas gdy ochraniacz ekranu ze szkła hartowanego wykazał dwa. Wyniki dla każdej próbki przedstawiono w tabeli 2 poniżej. Obciążenie krytyczne #1 zdefiniowano jako obciążenie, przy którym ochraniacze ekranu zaczęły wykazywać pod mikroskopem oznaki uszkodzenia spoistego. Obciążenie krytyczne #2 jest zdefiniowane przez pierwszą zmianę szczytową widoczną na wykresie emisji akustycznej.
Dla ochraniacza ekranu TPU, obciążenie krytyczne #2 koreluje z miejscem, w którym ochraniacz zaczął się wyraźnie odklejać od ekranu telefonu. Rysa pojawiła się na powierzchni ekranu telefonu, gdy obciążenie krytyczne #2 zostało przekroczone dla pozostałych testów zarysowania. W przypadku protektora ze szkła hartowanego, obciążenie krytyczne #1 odpowiada miejscu, w którym zaczęły pojawiać się pęknięcia promieniste. Obciążenie krytyczne #2 występuje pod koniec zarysowania przy większych obciążeniach. Emisja akustyczna ma większą wielkość niż w przypadku protektora ekranu TPU, jednak nie doszło do uszkodzenia ekranu telefonu. W obu przypadkach, obciążenie krytyczne #2 odpowiadało dużej zmianie głębokości, wskazując, że wgłębnik przebił się przez ochraniacz ekranu.
Wniosek
W tym badaniu zaprezentowaliśmy zdolność Nanovea PB1000 Mechanical Tester do wykonywania kontrolowanych i powtarzalnych testów zarysowań i jednoczesnego wykorzystania detekcji emisji akustycznej do dokładnego określenia obciążeń, przy których dochodzi do uszkodzenia kleju i kohezji w ochraniaczach ekranu wykonanych z TPU i szkła hartowanego. Dane eksperymentalne przedstawione w tym dokumencie potwierdzają wstępne założenie, że szkło hartowane sprawdza się najlepiej w zapobieganiu zarysowaniom na ekranach telefonów.
Tester mechaniczny Nanovea oferuje dokładne i powtarzalne możliwości pomiaru wgnieceń, zarysowań i zużycia przy użyciu modułów Nano i Micro zgodnych z ISO i ASTM. The Tester mechaniczny to kompletny system, dzięki czemu jest idealnym rozwiązaniem do określania pełnego zakresu właściwości mechanicznych cienkich lub grubych, miękkich lub twardych powłok, folii i podłoży.
TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI
Próba zginania 3-punktowego z zastosowaniem mikroindentacji
W tym zastosowaniu Nanovea Tester mechaniczny, W Mikroindentacja Tryb ten jest używany do pomiaru wytrzymałości na zginanie (przy użyciu 3-punktowego zginania) próbek prętów o różnych rozmiarach (makaronów) w celu pokazania zakresu danych. Wybrano 2 różne średnice, aby zademonstrować zarówno właściwości sprężyste, jak i kruche. Używając wgłębnika z płaską końcówką do przyłożenia obciążenia punktowego, określamy sztywność (moduł Younga) i identyfikujemy obciążenia krytyczne, przy których próbka pęknie.
