PL 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
TR 
KO 
AR Kategoria: Testy mechaniczne
Ocena tarcia przy ekstremalnie niskich prędkościach
Znaczenie oceny tarcia przy małych prędkościach
Tarcie jest siłą, która przeciwstawia się względnemu ruchowi powierzchni stałych ślizgających się względem siebie. Gdy dochodzi do ruchu względnego tych dwóch stykających się powierzchni, tarcie na styku przekształca energię kinetyczną w ciepło. Taki proces może również prowadzić do zużycia materiału, a tym samym pogorszenia wydajności użytkowanych części.
Dzięki dużemu współczynnikowi rozciągliwości, wysokiej sprężystości, a także świetnym właściwościom wodoodpornym i odporności na zużycie, guma jest szeroko stosowana w wielu aplikacjach i produktach, w których tarcie odgrywa ważną rolę, takich jak opony samochodowe, pióra wycieraczek, podeszwy butów i wiele innych. W zależności od charakteru i wymagań tych zastosowań, pożądane jest wysokie lub niskie tarcie o różne materiały. W związku z tym, kontrolowany i wiarygodny pomiar tarcia gumy o różne powierzchnie staje się krytyczny.
Cel pomiaru
Współczynnik tarcia (COF) gumy o różne materiały mierzony jest w sposób kontrolowany i monitorowany za pomocą miernika Nanovea Tribometr. W tym badaniu chcielibyśmy zaprezentować możliwości Tribometru Nanovea do pomiaru współczynnika COF różnych materiałów przy ekstremalnie niskich prędkościach.
Wyniki i dyskusja
Współczynnik tarcia (COF) kulek gumowych (6 mm dia., RubberMill) na trzech materiałach (stal nierdzewna SS 316, Cu 110 i opcjonalnie akryl) został oceniony za pomocą Tribometru Nanovea. Badane próbki metalowe przed pomiarem zostały mechanicznie wypolerowane do lustrzanego wykończenia powierzchni. Niewielkie odkształcenie gumowej kulki pod wpływem przyłożonego obciążenia normalnego tworzyło kontakt powierzchniowy, co również pomaga zredukować wpływ asperytów lub niejednorodności wykończenia powierzchni próbki na pomiary COF. Parametry testu zostały podsumowane w tabeli 1.
Współczynnik COF gumowej piłki względem różnych materiałów przy czterech różnych prędkościach pokazano na rysunku. 2, a średnie COF obliczone automatycznie przez oprogramowanie zestawiono i porównano na rysunku 3. Interesujące jest, że próbki metalowe (SS 316 i Cu 110) wykazują znacznie zwiększone COF w miarę wzrostu prędkości obrotowej z bardzo niskiej wartości 0,01 obr/min do 5 obr/min - wartość COF dla pary guma/SS 316 wzrasta z 0,29 do 0,8, a dla pary guma/Cu 110 z 0,65 do 1,1. Stwierdzenie to jest zgodne z wynikami podawanymi w kilku laboratoriach. Zgodnie z propozycją Groscha4 tarcie gumy jest zdeterminowane głównie przez dwa mechanizmy: (1) przyczepność pomiędzy gumą a innym materiałem oraz (2) straty energii spowodowane deformacją gumy wywołaną przez asperity powierzchniowe. Schallamach5 zaobserwowano fale odrywania się gumy od materiału podłoża na styku miękkich kul gumowych i twardej powierzchni. Siła odrywania się gumy od powierzchni podłoża oraz szybkość powstawania fal odrywania może tłumaczyć zróżnicowane tarcie przy różnych prędkościach podczas badania.
Dla porównania, para materiałów gumowo-akrylowych wykazuje wysoki COF przy różnych prędkościach obrotowych. Wartość COF nieznacznie wzrasta z ~ 1,02 do ~ 1,09 wraz ze wzrostem prędkości obrotowej od 0,01 obr/min do 5 obr/min. Tak wysoki współczynnik COF można prawdopodobnie przypisać silniejszemu lokalnemu wiązaniu chemicznemu na powierzchni styku utworzonemu podczas testów.
Wniosek
W tej pracy pokazujemy, że przy ekstremalnie małych prędkościach guma wykazuje osobliwe zachowanie tarciowe - jej tarcie o twardą powierzchnię rośnie wraz ze wzrostem prędkości ruchu względnego. Guma wykazuje różne tarcie, gdy ślizga się po różnych materiałach. Tribometr Nanovea może oceniać właściwości tarcia materiałów w sposób kontrolowany i monitorowany przy różnych prędkościach, co pozwala użytkownikom poprawić fundamentalne zrozumienie mechanizmu tarcia materiałów i wybrać najlepszą parę materiałów do docelowych zastosowań w inżynierii trybologicznej.
Tribometr Nanovea oferuje precyzyjne i powtarzalne badania zużycia i tarcia z wykorzystaniem trybów obrotowych i liniowych zgodnych z normami ISO i ASTM, z opcjonalnymi modułami do badań zużycia w wysokiej temperaturze, smarowania i tribo-korozji dostępnymi w jednym wstępnie zintegrowanym systemie. Urządzenie jest w stanie kontrolować etap obrotowy przy ekstremalnie niskich prędkościach do 0,01 rpm i monitorować ewolucję tarcia in situ. Niezrównana oferta Nanovea jest idealnym rozwiązaniem dla określenia pełnego zakresu właściwości trybologicznych cienkich lub grubych, miękkich lub twardych powłok, filmów i podłoży.
TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI
Pomiar relaksacji naprężeń za pomocą nanoindentacji
WPROWADZENIE
Materiały lepkosprężyste charakteryzują się tym, że posiadają zarówno lepkie, jak i sprężyste właściwości materiałowe. Materiały te podlegają zależnemu od czasu zmniejszeniu naprężenia ("relaksacja" naprężenia) przy stałym naprężeniu, co prowadzi do znacznej utraty początkowej siły kontaktu. Relaksacja naprężeń zależy od rodzaju materiału, tekstury, temperatury, naprężenia początkowego i czasu. Zrozumienie relaksacji naprężeń jest kluczowe w wyborze optymalnych materiałów, które mają wytrzymałość i elastyczność (relaksację) wymaganą w konkretnych zastosowaniach.
Znaczenie pomiaru relaksacji stresu
Zgodnie z normą ASTM E328i "Standardowe metody testowania relaksacji naprężeń w materiałach i strukturach", zewnętrzna siła jest początkowo przykładana do materiału lub struktury za pomocą wgłębnika, aż do osiągnięcia wcześniej określonej maksymalnej siły. Po osiągnięciu maksymalnej siły, pozycja wgłębnika jest utrzymywana na stałej głębokości. Następnie mierzona jest zmiana siły zewnętrznej niezbędnej do utrzymania pozycji wgłębnika w funkcji czasu. Trudność w testowaniu relaksacji naprężeń polega na utrzymaniu stałej głębokości. Tester mechaniczny Nanovea nanoindentacja Moduł dokładnie mierzy relaksację naprężeń poprzez zastosowanie zamkniętej pętli (sprzężenia zwrotnego) kontroli głębokości za pomocą siłownika piezoelektrycznego. Siłownik reaguje w czasie rzeczywistym, aby utrzymać stałą głębokość, podczas gdy zmiana obciążenia jest mierzona i rejestrowana przez bardzo czuły czujnik obciążenia. Test ten może być przeprowadzony na praktycznie wszystkich rodzajach materiałów, bez konieczności spełniania rygorystycznych wymagań dotyczących wymiarów próbki. Ponadto na jednej płaskiej próbce można przeprowadzić wiele testów, aby zapewnić powtarzalność badania
CEL POMIARU
W tym zastosowaniu moduł nanoindentacji testera mechanicznego Nanovea mierzy zachowanie relaksacji naprężeń próbki akrylu i miedzi. Przedstawiamy tę Nanoveę Tester mechaniczny jest idealnym narzędziem do oceny zależnego od czasu zachowania lepkosprężystego materiałów polimerowych i metalowych.
WARUNKI BADANIA
Za pomocą modułu nanoindentacji Nanovea Mechanical Tester zmierzono relaksację naprężeń w próbce akrylowej i miedzianej. Zastosowano różne szybkości obciążenia wgłębnego w zakresie od 1 do 10 µm/min. Po osiągnięciu docelowego maksymalnego obciążenia mierzono relaksację na ustalonej głębokości. Zastosowano 100 sekundowy okres zatrzymania na stałej głębokości, a zmiana obciążenia była rejestrowana w miarę upływu czasu zatrzymania. Wszystkie badania przeprowadzono w warunkach otoczenia (temperatura pokojowa 23 °C), a parametry próby wgniatania zestawiono w tabeli 1.
WYNIKI I DYSKUSJA
Rysunek 2 przedstawia ewolucję przemieszczenia i obciążenia w funkcji czasu podczas pomiaru relaksacji naprężeń dla próbki akrylowej i przykładowej prędkości obciążania wgłębnika 3 µm/min. Całość tego badania można podzielić na trzy etapy: Loading, Relaxation i Unloading. Podczas etapu obciążenia, głębokość liniowo wzrastała wraz z postępującym wzrostem obciążenia. Etap relaksacji rozpoczyna się po osiągnięciu maksymalnego obciążenia. Podczas tego etapu utrzymywano stałą głębokość przez 100 sekund, wykorzystując funkcję kontroli głębokości z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego. Cała próba zakończyła się etapem rozładowania w celu usunięcia wgłębnika z próbki akrylowej.
Przeprowadzono dodatkowe próby wgniatania z zastosowaniem tych samych prędkości obciążenia wgłębnika, ale z wyłączeniem okresu relaksacji (pełzania). Z tych badań uzyskano wykresy zależności obciążenia od przemieszczenia, które połączono w wykresy na rysunku 3 dla próbek akrylowych i miedzianych. W miarę zmniejszania szybkości obciążania wgłębnika z 10 do 1 µm/min, krzywa obciążenie-przemieszczenie przesuwała się stopniowo w kierunku większych głębokości penetracji zarówno dla akrylu jak i miedzi. Taki zależny od czasu wzrost odkształcenia wynika z efektu lepkosprężystego pełzania materiałów. Niższa prędkość obciążenia pozwala materiałowi lepkosprężystemu mieć więcej czasu na reakcję na naprężenia zewnętrzne, których doświadcza i odpowiednio się odkształcić...
Na rysunku 4 przedstawiono ewolucję obciążenia przy stałym odkształceniu z zastosowaniem różnych szybkości obciążania wgłębnego dla obu badanych materiałów. Obciążenie malało z większą prędkością we wczesnych etapach relaksacji (100-sekundowy okres wstrzymania) badań i zwolniło po osiągnięciu czasu wstrzymania ~50 sekund. Materiały lepkosprężyste, takie jak polimery i metale, wykazują większą szybkość utraty obciążenia, gdy są poddawane wyższym wartościom obciążenia wgłębnego. Szybkość utraty obciążenia podczas relaksacji wzrosła z 51,5 do 103,2 mN dla akrylu i z 15,0 do 27,4 mN dla miedzi, odpowiednio, gdy szybkość obciążenia wgłębnika wzrosła z 1 do 10 µm/min, jak podsumowano w Rysunek 5.
Jak wspomniano w normie ASTM E328ii, głównym problemem napotykanym w badaniach relaksacji naprężeń jest niemożność utrzymania przez urządzenie stałej wartości odkształcenia/głębokości. Tester mechaniczny Nanovea zapewnia bardzo dokładne pomiary relaksacji naprężeń dzięki możliwości zastosowania zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego sterującego głębokością pomiędzy szybko działającym siłownikiem piezoelektrycznym a niezależnym kondensatorowym czujnikiem głębokości. Podczas etapu relaksacji, piezoelektryczny siłownik reguluje wgłębnik w celu utrzymania stałej głębokości w czasie rzeczywistym, podczas gdy zmiana obciążenia jest mierzona i rejestrowana przez niezależny, precyzyjny czujnik obciążenia.
PODSUMOWANIE
Za pomocą modułu nanoindentacji Nanovea Mechanical Tester zmierzono relaksację naprężeń w próbce akrylowej i miedzianej przy różnych prędkościach obciążenia. Większa głębokość maksymalna jest osiągana podczas wgłębiania przy niższych prędkościach obciążania ze względu na efekt pełzania materiału podczas obciążania. Zarówno próbka akrylowa jak i miedziana wykazują zachowanie relaksacyjne, gdy pozycja wgłębnika przy docelowym maksymalnym obciążeniu jest utrzymywana na stałym poziomie. Większe zmiany strat obciążenia w fazie relaksacji zaobserwowano dla prób z wyższymi prędkościami obciążenia wgłębnika.
Testy relaksacji naprężeń wykonane przez Nanovea Mechanical Tester pokazują zdolność urządzenia do ilościowego i wiarygodnego pomiaru zależnego od czasu zachowania lepkosprężystego materiałów polimerowych i metalowych. Posiada niezrównaną wielofunkcyjność modułów Nano i Micro na jednej platformie. Moduły kontroli wilgotności i temperatury mogą być sparowane z tymi urządzeniami w celu zapewnienia możliwości prowadzenia badań środowiskowych w szerokim zakresie branż. Zarówno moduły Nano jak i Micro zawierają tryby do badania zarysowań, twardości i zużycia, zapewniając najszerszy i najbardziej przyjazny dla użytkownika zakres możliwości badań mechanicznych dostępnych w jednym urządzeniu.
TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI
Zrozumienie uszkodzeń powłok za pomocą próby zarysowania
Wprowadzenie:
Inżynieria powierzchniowa materiałów odgrywa znaczącą rolę w wielu zastosowaniach funkcjonalnych, począwszy od dekoracyjnego wyglądu do ochrony podłoży przed zużyciem, korozją i innymi formami ataków. Ważnym i nadrzędnym czynnikiem, który decyduje o jakości i żywotności powłok jest ich siła spójności i przyczepności.
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
Automatyzacja wielu podobnych próbek przy użyciu testera mechanicznego PB1000
Wstęp :
Powłoki są szeroko stosowane w różnych branżach ze względu na ich właściwości użytkowe. Twardość powłoki, odporność na erozję, niskie tarcie i wysoka odporność na zużycie to tylko niektóre z wielu właściwości, które sprawiają, że powłoki są ważne. Powszechnie stosowaną metodą ilościowej oceny tych właściwości jest próba zarysowania, która pozwala na powtarzalny pomiar właściwości adhezyjnych i/lub kohezyjnych powłoki. Porównując obciążenia krytyczne, przy których następuje uszkodzenie, można ocenić wewnętrzne właściwości powłoki.
Kliknij, aby dowiedzieć się więcej!
Nanomechaniczna charakterystyka stałych sprężystości
Zdolność sprężyny do magazynowania energii mechanicznej ma długą historię zastosowań. Od łuków myśliwskich do zamków w drzwiach, technologia sprężyn jest obecna od wielu wieków. W dzisiejszych czasach polegamy na sprężynach, czy to w materacach, długopisach, czy zawieszeniu samochodowym, ponieważ odgrywają one istotną rolę w naszym codziennym życiu. Przy tak dużej różnorodności zastosowań i konstrukcji, umiejętność ilościowego określenia ich właściwości mechanicznych jest niezbędna.
Mechaniczne narzędzie wyboru mapy Broadview
Wszyscy słyszeliśmy określenie, że czas to pieniądz. Dlatego wiele firm nieustannie poszukuje metod przyspieszenia i usprawnienia różnych procesów - oszczędza czas. W przypadku badań wgłębnych, szybkość, wydajność i precyzja mogą być zintegrowane z procesem kontroli jakości lub procesem badawczo-rozwojowym przy użyciu jednego z naszych testerów mechanicznych Nanovea. W niniejszej nocie aplikacyjnej przedstawimy prosty sposób na zaoszczędzenie czasu dzięki zastosowaniu naszego testera mechanicznego Nanovea oraz funkcji oprogramowania Broad View Map i Selection Tool.
Kliknij, aby przeczytać pełną notę aplikacyjną!
Precyzyjnie zlokalizowane przejście przez szkło za pomocą DMA z nanoindentacją
Precyzyjnie zlokalizowane przejście przez szkło za pomocą DMA z nanoindentacją
Dowiedz się więcej
Dowiedz się więcej
Wyobraźmy sobie scenariusz, w którym próbka sypka jest równomiernie ogrzewana ze stałą prędkością. Gdy materiał sypki nagrzewa się i zbliża do temperatury topnienia, zaczyna tracić swoją sztywność. Jeśli okresowe wgniatanie (testowanie twardości) jest przeprowadzane przy tej samej sile docelowej, głębokość każdego wgniecenia powinna stale wzrastać, ponieważ próbka staje się bardziej miękka (patrz rysunek 1). Trwa to do momentu, gdy próbka zacznie się topić. W tym momencie można zaobserwować duży wzrost głębokości każdego wgniecenia. Wykorzystując tę koncepcję, zmiany fazowe w materiale mogą być obserwowane poprzez zastosowanie dynamicznych oscylacji o stałej amplitudzie siły i pomiar jej przemieszczenia, czyli dynamiczną analizę mechaniczną (DMA).
Przeczytaj o precyzyjnie zlokalizowanym przejściu szkła!
Pomiar relaksacji naprężeń za pomocą nanoindentacji
Dowiedz się więcej
TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI
Ściskanie na miękkich, elastycznych materiałach
Znaczenie badań miękkich, elastycznych materiałów
Przykładem bardzo miękkich i elastycznych próbek jest układ mikroelektromechaniczny. MEMS są wykorzystywane w codziennych produktach komercyjnych, takich jak drukarki, telefony komórkowe czy samochody [1]. Ich zastosowania obejmują również funkcje specjalne, takie jak biosensory [2] czy zbieranie energii [3]. Dla swoich zastosowań MEMS muszą być w stanie wielokrotnie odwracalnie przechodzić między swoją oryginalną konfiguracją a konfiguracją skompresowaną [4]. Aby zrozumieć jak struktury będą reagować na siły mechaniczne, można przeprowadzić próbę ściskania. Próba ściskania może być wykorzystana do badania i dostrajania różnych konfiguracji MEMS, jak również do badania górnej i dolnej granicy sił dla tych próbek.
Nanovea Tester mechaniczny Nano Zdolność modułu do dokładnego gromadzenia danych przy bardzo małych obciążeniach i przemieszczania się na odległość powyżej 1 mm sprawia, że idealnie nadaje się do testowania miękkich i elastycznych próbek. Dzięki niezależnym czujnikom obciążenia i głębokości duże przemieszczenie wgłębnika nie wpływa na odczyty czujnika obciążenia. Możliwość przeprowadzania testów przy niskim obciążeniu w zakresie większym niż 1 mm wgłębnika sprawia, że nasz system jest wyjątkowy w porównaniu z innymi systemami nanoindentowania. Dla porównania, rozsądna odległość przemieszczania się w przypadku systemu wcięcia w skali nano wynosi zwykle poniżej 250 μm.
Cel pomiaru
W tym studium przypadku, Nanovea przeprowadziła testy ściskania na dwóch unikalnie różnych elastycznych, sprężystych próbkach. Zaprezentowano naszą zdolność do prowadzenia badań ściskania przy bardzo małych obciążeniach i rejestrowania dużych przemieszczeń przy jednoczesnym dokładnym uzyskiwaniu danych przy małych obciążeniach oraz jak to może być zastosowane w przemyśle MEMS. Ze względu na politykę prywatności, próbki i ich pochodzenie nie będą ujawnione w tym badaniu.
Parametry pomiarowe
Uwaga: Szybkość ładowania 1 V/min jest proporcjonalna do około 100μm przemieszczenia, gdy wgłębnik znajduje się w powietrzu.
Wyniki i dyskusja
Odpowiedź próbki na działanie sił mechanicznych można zobaczyć na wykresach zależności obciążenia od głębokości. Próbka A wykazuje tylko liniowe odkształcenie sprężyste przy parametrach testu wymienionych powyżej. Rysunek 2 jest doskonałym przykładem stabilności, którą można osiągnąć dla krzywej zależności obciążenia od głębokości przy 75μN. Ze względu na stabilność czujników obciążenia i głębokości, łatwo jest dostrzec jakąkolwiek znaczącą odpowiedź mechaniczną próbki.
Próbka B wykazuje inną odpowiedź mechaniczną niż próbka A. Po przekroczeniu 750 μm głębokości, na wykresie zaczyna pojawiać się zachowanie przypominające pęknięcie. Widoczne jest to przy gwałtownych spadkach obciążenia na głębokości 850 i 975 μm. Pomimo przemieszczania się z dużą prędkością obciążenia przez ponad 1mm w zakresie 8mN, nasze wysoce czułe czujniki obciążenia i głębokości umożliwiają użytkownikowi uzyskanie poniższych krzywych zależności obciążenia od głębokości.
Sztywność obliczono z części nieobciążającej krzywych zależności obciążenia od głębokości. Sztywność odzwierciedla siłę potrzebną do zdeformowania próbki. Do obliczeń sztywności użyto pseudo współczynnika Poissona o wartości 0,3, ponieważ rzeczywisty współczynnik materiału nie jest znany. W tym przypadku, próbka B okazała się sztywniejsza niż próbka A.
Wniosek
Dwie różne elastyczne próbki zostały poddane testom ściskania przy użyciu modułu Nanovea Mechanical Tester. Badania przeprowadzono przy bardzo małych obciążeniach (1mm). Badania ściskania w skali nano z użyciem Nano Modułu wykazały zdolność modułu do badania bardzo miękkich i elastycznych próbek. Dodatkowe badania w ramach tej pracy mogą dotyczyć wpływu powtarzających się cyklicznie obciążeń na aspekt odzyskiwania sprężystości przez próbki sprężyste dzięki opcji wielokrotnego obciążania oferowanej przez Nanovea Mechanical Tester.
Aby uzyskać więcej informacji na temat tej metody badawczej, prosimy o kontakt z nami pod adresem [email protected], a w celu uzyskania dodatkowych not aplikacyjnych prosimy o przejrzenie naszej obszernej biblioteki cyfrowej not aplikacyjnych.
Referencje
[1] "Wprowadzenie i obszary zastosowań MEMS." EEHerald, 1 Mar. 2017, www.eeherald.com/section/design-guide/mems_application_introduction.html.
[2] Louizos, Louizos-Alexandros; Athanasopoulos, Panagiotis G.; Varty, Kevin (2012). "Microelectromechanical Systems and Nanotechnology. A Platform for the Next Stent Technological Era". Vasc Endovascular Surg.46 (8): 605–609. doi:10.1177/1538574412462637. PMID 23047818.
[3] Hajati, Arman; Sang-Gook Kim (2011). "Ultra-wide bandwidth piezoelectric energy harvesting". AppliedPhysics Letters. 99 (8): 083105. doi:10.1063/1.3629551.
[4] Fu, Haoran, et al. "Morphable 3D mesostructures and microelectronic devices by multistable bucklingmechanics." Nature materials 17.3 (2018): 268.
TERAZ POROZMAWIAJMY O TWOJEJ APLIKACJI
Analiza lepkosprężystości gumy
Analiza lepkosprężystości gumy
Dowiedz się więcej
Opony są narażone na cykliczne duże odkształcenia podczas jazdy pojazdów po drogach. W przypadku narażenia na trudne warunki drogowe, żywotność opon jest zagrożona przez wiele czynników, takich jak zużycie gwintu, ciepło powstające w wyniku tarcia, starzenie się gumy i inne.
W rezultacie, opony zwykle mają kompozytowe struktury warstwowe wykonane z gumy wypełnionej węglem, nylonowych kordu, stalowych drutów itp. W szczególności, skład gumy w różnych obszarach układów opon jest optymalizowany w celu zapewnienia różnych właściwości funkcjonalnych, w tym, ale nie tylko, nici odpornej na zużycie, warstwy gumy amortyzującej i warstwy bazowej z twardej gumy.
Wiarygodny i powtarzalny test lepkosprężystego zachowania gumy ma kluczowe znaczenie w kontroli jakości oraz badaniach i rozwoju nowych opon, a także ocenie żywotności starych opon. Dynamiczna analiza mechaniczna (DMA) podczas Nanoindentacja jest techniką charakteryzowania lepkosprężystości. Po zastosowaniu kontrolowanego naprężenia oscylacyjnego mierzone jest powstałe odkształcenie, co pozwala użytkownikom określić moduł zespolony badanych materiałów.
