Kategoria: Uwagi do aplikacji

Analiza fraktografii z wykorzystaniem profilometrii 3D

ANALIZA FRAKTOGRAFICZNA

STOSOWANIE PROFILOMETRII 3D

Przygotowane przez

CRAIG LEISING

WPROWADZENIE

Fraktografia to badanie cech pękniętych powierzchni, które w przeszłości było badane za pomocą mikroskopu lub SEM. W zależności od wielkości cechy do analizy powierzchni wybiera się mikroskop (cechy makro) lub SEM (cechy nano i mikro). Obydwa ostatecznie pozwalają na identyfikację rodzaju mechanizmu pękania. Chociaż mikroskop jest skuteczny, ma wyraźne ograniczenia, a SEM w większości przypadków, z wyjątkiem analizy na poziomie atomowym, jest niepraktyczny do pomiaru powierzchni pęknięć i nie ma szerszych możliwości wykorzystania. Dzięki postępowi w technologii pomiarów optycznych, NANOVEA Bezkontaktowy profilometr 3D jest obecnie uważany za instrument z wyboru, umożliwiający pomiary powierzchni w skali nano w makroskali 2D i 3D

ZNACZENIE PROFILOMETRU BEZKONTAKTOWEGO 3D W KONTROLI PĘKNIĘĆ

W przeciwieństwie do SEM, bezkontaktowy profilometr 3D może mierzyć prawie każdą powierzchnię, wielkość próbki, przy minimalnym przygotowaniu próbki, oferując jednocześnie lepsze wymiary pionowe/poziome niż SEM. Dzięki profilometrowi, cechy w zakresie od nano do makro są rejestrowane w jednym pomiarze, bez wpływu odbicia próbki. Łatwo mierzyć dowolny materiał: przezroczysty, nieprzezroczysty, spekularny, dyfuzyjny, polerowany, chropowaty, itp. Profilometr bezdotykowy 3D zapewnia szerokie i przyjazne dla użytkownika możliwości maksymalizacji badań nad pękaniem powierzchni za ułamek kosztów SEM.

CEL POMIARU

W tej aplikacji, NANOVEA ST400 jest używana do pomiaru spękanej powierzchni próbki stalowej. W tym opracowaniu zaprezentujemy obszar 3D, ekstrakcję profilu 2D oraz mapę kierunkową powierzchni.

NANOVEA

ST400

WYNIKI

POWIERZCHNIA GÓRNA

Tekstura powierzchni 3D Kierunek

Izotropia	51.26%
Pierwszy kierunek	123.2º
Drugi kierunek	116.3º
Trzeci Kierunek	0.1725º

Powierzchnia, Objętość, Chropowatość i wiele innych mogą być automatycznie obliczone z tego wyciągu.

Wydobywanie profili 2D

WYNIKI

POWIERZCHNIA BOCZNA

Tekstura powierzchni 3D Kierunek

Izotropia	15.55%
Pierwszy kierunek	0.1617º
Drugi kierunek	110.5º
Trzeci Kierunek	171.5º

Powierzchnia, Objętość, Chropowatość i wiele innych mogą być automatycznie obliczone z tego wyciągu.

Wydobywanie profili 2D

PODSUMOWANIE

W tej aplikacji pokazaliśmy, jak bezkontaktowy profilometr NANOVEA ST400 3D może precyzyjnie scharakteryzować pełną topografię (nano, mikro i makro cechy) spękanej powierzchni. Z obszaru 3D, powierzchnia może być wyraźnie zidentyfikowana, a podobszary lub profile/przekroje mogą być szybko wyodrębnione i przeanalizowane z nieskończoną listą obliczeń powierzchni. Sub-nanometrowe cechy powierzchni mogą być dalej analizowane za pomocą zintegrowanego modułu AFM.

Dodatkowo, NANOVEA wprowadziła do swojej oferty przenośną wersję Profilometru, szczególnie istotną w badaniach terenowych, gdzie powierzchnia szczelin jest nieruchoma. Dzięki tak szerokiej liście możliwości pomiaru powierzchni, analiza powierzchni szczelin nigdy nie była łatwiejsza i wygodniejsza przy użyciu jednego urządzenia.

Masz podobną aplikację?

Topografia powierzchni włókna szklanego z wykorzystaniem profilometrii 3D

TOPOGRAFIA POWIERZCHNI WŁÓKNA SZKLANEGO

STOSOWANIE PROFILOMETRII 3D

Przygotowane przez

CRAIG LEISING

WPROWADZENIE

Fiberglass to materiał wykonany z niezwykle drobnych włókien szklanych. Jest on stosowany jako środek wzmacniający w wielu produktach polimerowych; powstały w ten sposób materiał kompozytowy, prawidłowo znany jako polimer wzmocniony włóknem (FRP) lub tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem szklanym (GRP), jest w powszechnym użyciu nazywany "włóknem szklanym".

ZNACZENIE KONTROLI METROLOGICZNEJ POWIERZCHNI DLA KONTROLI JAKOŚCI

Chociaż istnieje wiele zastosowań dla wzmocnień z włókna szklanego, w większości przypadków najważniejsze jest, aby były one jak najmocniejsze. Kompozyty z włókna szklanego mają jeden z najwyższych dostępnych współczynników wytrzymałości do wagi, a w niektórych przypadkach są mocniejsze od stali. Poza wysoką wytrzymałością ważne jest również, aby ich powierzchnia była jak najmniejsza. Duże powierzchnie włókna szklanego mogą sprawić, że konstrukcja będzie bardziej podatna na atak chemiczny i ewentualne rozszerzanie się materiału. Dlatego kontrola powierzchni ma kluczowe znaczenie dla kontroli jakości produkcji.

CEL POMIARU

W tej aplikacji, NANOVEA ST400 jest używana do pomiaru chropowatości i płaskości powierzchni kompozytu z włókna szklanego. Poprzez ilościowe określenie tych cech powierzchni możliwe jest stworzenie lub optymalizacja mocniejszego, bardziej trwałego materiału kompozytowego z włókna szklanego.

NANOVEA

ST400

PARAMETRY POMIAROWE

PROBE	1 mm
WSKAŹNIK NABYCIA	300 Hz
AVERAGING	1
MIERZONA POWIERZCHNIA	5 mm x 2 mm
ROZMIAR KROKU	5 µm x 5 µm
TRYB SKANOWANIA	Stała prędkość

SPECYFIKACJA SONDY

**POMIAR RANGE**	1 mm
Z REZOLUCJI	25 nm
Z DOKŁADNOŚĆ	200 nm
ROZDZIELCZOŚĆ POPRZECZNA	2 μm

WYNIKI

WIDOK FAŁSZYWEGO KOLORU

Płaskość powierzchni 3D

Chropowatość powierzchni 3D

Sa	15,716 μm	Średnia arytmetyczna Wysokość
Sq	19,905 μm	Root Mean Square Height
Sp	116,74 μm	Maksymalna wysokość szczytowa
Sv	136,09 μm	Maksymalna wysokość szybu
Sz	252,83 μm	Maksymalna wysokość
Ssk	0.556	Skośność
Ssu	3.654	Kurtoza

PODSUMOWANIE

Jak pokazano w wynikach, NANOVEA ST400 Optical Profiler był w stanie dokładnie zmierzyć chropowatość i płaskość powierzchni kompozytu z włókna szklanego. Dane można mierzyć dla wielu partii kompozytów z włókien szklanych i/lub w danym okresie, aby dostarczyć kluczowych informacji na temat różnych procesów produkcji włókna szklanego i ich reakcji w czasie. Zatem ST400 jest realną opcją wzmacniającą proces kontroli jakości materiałów kompozytowych z włókna szklanego.

Masz podobną aplikację?

Zużycie i tarcie pasów polimerowych przy użyciu tribometru

PASY POLIMEROWE

ZUŻYCIE I ROZDRAŻNIENIE PRZY UŻYCIU TRIBOMETRU

Przygotowane przez

DUANJIE LI, PhD

WPROWADZENIE

Napęd pasowy przenosi moc i śledzi względny ruch pomiędzy dwoma lub więcej obracającymi się wałami. Jako proste i niedrogie rozwiązanie o minimalnej konserwacji, napędy pasowe są szeroko stosowane w różnych aplikacjach, takich jak piły ręczne, tartaki, młockarnie, dmuchawy silosowe i przenośniki. Napędy pasowe mogą chronić maszyny przed przeciążeniem, jak również tłumić i izolować wibracje.

ZNACZENIE OCENY ZUŻYCIA DLA NAPĘDÓW PASOWYCH

Tarcie i zużycie są nieuniknione w przypadku pasów w maszynach napędzanych pasami. Wystarczające tarcie zapewnia skuteczne przenoszenie mocy bez poślizgu, ale nadmierne tarcie może spowodować szybkie zużycie pasa. Podczas pracy napędu pasowego mają miejsce różne rodzaje zużycia, takie jak zmęczenie, ścieranie i tarcie. W celu wydłużenia okresu eksploatacji pasa oraz zmniejszenia kosztów i czasu naprawy i wymiany pasa, wiarygodna ocena wydajności zużycia pasów jest pożądana w celu poprawy żywotności pasa, wydajności produkcji i wydajności aplikacji. Dokładny pomiar współczynnika tarcia i szybkości zużycia pasa ułatwia badania i rozwój oraz kontrolę jakości produkcji pasów.

CEL POMIARU

W tym badaniu przeprowadziliśmy symulację i porównanie zachowania się pasów o różnych teksturach powierzchni, aby pokazać możliwości NANOVEA Tribometr T2000 w symulacji procesu zużycia pasa w sposób kontrolowany i monitorowany.

NANOVEA

T2000

PROCEDURY BADAWCZE

Współczynnik tarcia, COF, oraz odporność na zużycie dwóch pasów o różnej chropowatości i teksturze powierzchni oceniano za pomocą NANOVEA Wysokie obciążenia Tribometr przy użyciu liniowego modułu zużycia posuwisto-zwrotnego. Jako materiał przeciwny zastosowano kulkę ze stali 440 (średnica 10 mm). Do badania chropowatości powierzchni i śladu zużycia wykorzystano zintegrowane urządzenie Bezkontaktowy profilometr 3D. Stopień zużycia, K, oceniono według wzoru K=Vl(Fxs)gdzie V jest objętością zużytą, F jest obciążeniem normalnym, a s jest odległością przesuwu.

Należy pamiętać, że gładki odpowiednik kuli Steel 440 został użyty jako przykład w tym badaniu, dowolny materiał stały o różnych kształtach i wykończeniu powierzchni może być zastosowany przy użyciu niestandardowych uchwytów, aby zasymulować rzeczywistą sytuację zastosowania.

WYNIKI I DYSKUSJA

Taśma teksturowana i gładka mają chropowatość powierzchni Ra wynoszącą odpowiednio 33,5 i 8,7 um, zgodnie z analizowanymi profilami powierzchni wykonanymi za pomocą sondy NANOVEA Bezkontaktowy profiler optyczny 3D. COF i szybkość zużycia dwóch testowanych pasów zmierzono odpowiednio przy 10 N i 100 N, aby porównać zachowanie się pasów przy różnych obciążeniach.

RYSUNEK 1 Przedstawiono ewolucję współczynnika COF pasów podczas badań zużycia. Pasy o różnej fakturze wykazują zasadniczo różne zachowania podczas zużywania. Interesujące jest to, że po okresie docierania, podczas którego współczynnik COF stopniowo wzrasta, pas teksturowany osiąga niższy współczynnik COF wynoszący ~0,5 w obu testach przeprowadzonych przy obciążeniu 10 N i 100 N. Dla porównania, pas gładki testowany przy obciążeniu 10 N wykazuje znacznie wyższy współczynnik COF wynoszący ~1,4, gdy współczynnik COF staje się stabilny i utrzymuje się powyżej tej wartości przez resztę testu. Gładki pas testowany pod obciążeniem 100 N szybko uległ zużyciu przez stalową kulkę 440 i utworzył duży ślad zużycia. Dlatego też test został zatrzymany na 220 obrotach.

RYSUNEK 1: Ewolucja COF pasów przy różnych obciążeniach.

RYSUNEK 2 porównuje obrazy śladów zużycia 3D po testach przy 100 N. Bezkontaktowy profilometr NANOVEA 3D oferuje narzędzie do analizy szczegółowej morfologii śladów zużycia, zapewniając większy wgląd w fundamentalne zrozumienie mechanizmu zużycia.

TABELA 1: Wynik analizy śladów zużycia.

RYSUNEK 2: Widok 3D obu pasów
po badaniach przy 100 N.

Profil ścieżki zużycia 3D pozwala na bezpośrednie i dokładne określenie objętości ścieżki zużycia obliczonej przez zaawansowane oprogramowanie analityczne, jak pokazano w TABELI 1. W teście zużycia dla 220 obrotów, pas gładki ma znacznie większy i głębszy ślad zużycia o objętości 75,7 mm3, w porównaniu do objętości zużycia 14,0 mm3 dla pasa teksturowanego po teście zużycia dla 600 obrotów. Znacznie wyższe tarcie pasa gładkiego o stalową kulkę prowadzi do 15-krotnie wyższego wskaźnika zużycia w porównaniu z pasem teksturowanym.

Tak drastyczna różnica COF pomiędzy taśmą teksturowaną a gładką jest prawdopodobnie związana z wielkością powierzchni styku pomiędzy taśmą a stalową kulką, co również prowadzi do ich różnej wydajności zużycia. RYSUNEK 3 przedstawia ślady zużycia obu taśm pod mikroskopem optycznym. Badanie śladów zużycia zgadza się z obserwacjami dotyczącymi ewolucji COF: Pas teksturowany, który utrzymuje niski współczynnik COF wynoszący ~0,5, nie wykazuje żadnych oznak zużycia po teście zużycia pod obciążeniem 10 N. Pas gładki wykazuje niewielki ślad zużycia przy 10 N. Testy zużycia przeprowadzone przy 100 N tworzą znacznie większe ślady zużycia zarówno na pasie teksturowanym, jak i gładkim, a szybkość zużycia zostanie obliczona przy użyciu profili 3D, co zostanie omówione w następnym paragrafie.

RYSUNEK 3: Ślady zużycia w mikroskopie optycznym.

PODSUMOWANIE

W niniejszej pracy zaprezentowano możliwości Tribometru NANOVEA T2000 w zakresie oceny współczynnika tarcia i szybkości zużycia pasów w sposób kontrolowany i ilościowy. Tekstura powierzchni odgrywa krytyczną rolę w tarciu i odporności na zużycie pasów podczas ich eksploatacji. Teksturowany pas wykazuje stabilny współczynnik tarcia ~0,5 i posiada długą żywotność, co skutkuje zmniejszeniem czasu i kosztów naprawy lub wymiany narzędzi. Dla porównania, nadmierne tarcie gładkiego pasa o stalową kulkę powoduje szybkie zużycie pasa. Ponadto, obciążenie taśmy jest istotnym czynnikiem wpływającym na jej żywotność. Przeciążenie powoduje bardzo duże tarcie, co prowadzi do przyspieszonego zużycia taśmy.

Tribometr NANOVEA T2000 oferuje precyzyjne i powtarzalne badania zużycia i tarcia z wykorzystaniem trybów obrotowych i liniowych zgodnych z normami ISO i ASTM, z opcjonalnymi modułami zużycia w wysokiej temperaturze, smarowania i trybokorozji dostępnymi w jednym, wstępnie zintegrowanym systemie. NANOVEA'S Niezrównana oferta jest idealnym rozwiązaniem do określenia pełnego zakresu właściwości trybologicznych cienkich lub grubych, miękkich lub twardych powłok, filmów i podłoży.

Masz podobną aplikację?

Mikrostruktura skamieniałości z wykorzystaniem profilometrii 3D

MIKROSTRUKTURA KOPALNA

STOSOWANIE PROFILOMETRII 3D

Przygotowane przez

DUANJIE LI, PhD

WPROWADZENIE

Skamieniałości to zachowane szczątki śladów roślin, zwierząt i innych organizmów pogrzebanych w osadach pod dawnymi morzami, jeziorami i rzekami. Miękka tkanka ciała zwykle rozkłada się po śmierci, ale twarde skorupy, kości i zęby ulegają skamienieniu. Cechy powierzchni mikrostruktury są często zachowane, gdy następuje wymiana mineralna oryginalnych muszli i kości, co daje wgląd w ewolucję pogody i mechanizm powstawania skamieniałości.

ZNACZENIE PROFILOMETRU BEZKONTAKTOWEGO 3D W BADANIACH SKAMIENIAŁOŚCI

Profile 3D skamieniałości pozwalają nam obserwować szczegółowe cechy powierzchni próbki skamieniałości z bliższego kąta. Wysoka rozdzielczość i dokładność profilometru NANOVEA może nie być widoczna gołym okiem. Oprogramowanie analityczne profilometru oferuje szeroki zakres badań mających zastosowanie do tych unikalnych powierzchni. W przeciwieństwie do innych technik, takich jak sondy dotykowe, NANOVEA Bezkontaktowy profilometr 3D mierzy cechy powierzchni bez dotykania próbki. Pozwala to na zachowanie prawdziwych cech powierzchni niektórych delikatnych próbek skamieniałości. Ponadto przenośny profilometr model Jr25 umożliwia pomiary 3D na stanowiskach kopalnych, co znacznie ułatwia analizę skamieniałości i zabezpieczenie po wykopaliskach.

CEL POMIARU

W tym badaniu, profilometr NANOVEA Jr25 został użyty do pomiaru powierzchni dwóch reprezentatywnych próbek skamieniałości. Cała powierzchnia każdej skamieliny została zeskanowana i przeanalizowana w celu scharakteryzowania cech jej powierzchni, które obejmują chropowatość, kontur i kierunek tekstury.

NANOVEA

Jr25

SKAMIELINA BRACHIOPODA

Pierwszą próbką skamieniałości przedstawioną w tym raporcie jest skamieniałość brachiopoda, pochodząca od zwierzęcia morskiego, które ma twarde "zawory" (muszle) na swojej górnej i dolnej powierzchni. Po raz pierwszy pojawiły się one w okresie kambryjskim, czyli ponad 550 milionów lat temu.

Widok 3D skanu pokazany jest na RYSUNKU 1, a widok False Color na RYSUNKU 2.

RYSUNEK 1: Widok 3D na próbkę skamieniałości brachiopoda.

RYSUNEK 2: False Color View próbki skamieniałości brachiopoda.

Ogólna forma została następnie usunięta z powierzchni w celu zbadania lokalnej morfologii powierzchni i konturu skamieniałości Brachiopoda, jak pokazano na RYSUNKU 3. Na próbce skamieniałości Brachiopoda można teraz zaobserwować osobliwą teksturę rozbieżnych rowków.

RYSUNEK 3: Widok fałszywego koloru i widok linii konturowych po usunięciu formularza.

Profil liniowy jest wyodrębniony z obszaru teksturowanego, aby pokazać widok poprzeczny powierzchni kopalnej na RYS. 4. Badanie Step Height mierzy dokładne wymiary cech powierzchni. Rowki mają średnią szerokość ~0,38 mm i głębokość ~0,25 mm.

RYSUNEK 4: Badania profilu linii i Step Height powierzchni teksturowanej.

SKAMIELINA Z PNIA KRYNOIDU

Druga próbka skamieniałości to skamieniałość macierzysta Crinoidów. Crinoidy po raz pierwszy pojawiły się w morzach okresu środkowego kambru, około 300 milionów lat przed dinozaurami.

Widok 3D skanu pokazany jest na RYSUNKU 5, a widok False Color na RYSUNKU 6.

RYSUNEK 5: Widok 3D próbki skamieniałości z Crinoidów.

Izotropia i chropowatość tekstury powierzchni skamieniałości macierzystej Crinoidów analizowana jest na RYS. 7.

Skamielina ta ma preferencyjny kierunek tekstury w kącie bliskim 90°, co prowadzi do izotropii tekstury 69%.

RYSUNEK 6: False Color View of the Łodyga krynoidu próbka.

RYSUNEK 7: Izotropia tekstury powierzchni i chropowatość skamieniałości macierzystych Crinoidów.

Profil 2D wzdłuż kierunku osiowego skamieniałości macierzystej Crinoida przedstawiono na RYS. 8.

Wielkość pików faktury powierzchniowej jest dość jednolita.

RYSUNEK 8: Analiza profilowa 2D skamieniałości macierzystej Crinoid.

PODSUMOWANIE

W tej aplikacji, kompleksowo zbadaliśmy cechy powierzchni 3D skamieniałości macierzystych brachiopodów i krynoidów przy użyciu przenośnego profilometru bezkontaktowego NANOVEA Jr25. Pokazaliśmy, że urządzenie może precyzyjnie scharakteryzować morfologię 3D próbek kopalnych. Interesujące cechy powierzchni i tekstura próbek są następnie analizowane. Próbka Brachiopoda posiada rozbieżną teksturę rowków, podczas gdy skamielina z trzonu Crinoida wykazuje preferencyjną izotropię tekstury. Szczegółowe i precyzyjne skany powierzchni 3D okazują się idealnym narzędziem dla paleontologów i geologów do badania ewolucji życia i powstawania skamieniałości.

Przedstawione tu dane stanowią jedynie część obliczeń dostępnych w oprogramowaniu analitycznym. Profilometry NANOVEA mierzą praktycznie każdą powierzchnię w takich dziedzinach jak: półprzewodniki, mikroelektronika, energia słoneczna, światłowody, przemysł samochodowy, lotniczy, metalurgia, obróbka, powłoki, przemysł farmaceutyczny, biomedyczny, ochrona środowiska i wiele innych.

Masz podobną aplikację?

Ścieralność papieru ściernego na tribometrze

WYDAJNOŚĆ ŚCIERANIA PAPIERU ŚCIERNEGO

PRZY UŻYCIU TRYBOMETRU

Przygotowane przez

DUANJIE LI, PhD

WPROWADZENIE

Papier ścierny składa się z cząstek ściernych przyklejonych do jednej strony papieru lub tkaniny. Jako cząstki można stosować różne materiały ścierne, takie jak granat, węglik krzemu, tlenek aluminium i diament. Papier ścierny jest szeroko stosowany w różnych sektorach przemysłu do tworzenia specyficznych wykończeń powierzchni na drewnie, metalu i suchej zabudowie. Często pracują pod wysokim ciśnieniem kontaktowym stosowanym przez narzędzia ręczne lub elektryczne.

ZNACZENIE OCENY WYDAJNOŚCI ŚCIERANIA PAPIERU ŚCIERNEGO

Skuteczność papieru ściernego jest często określana na podstawie jego wydajności ścierania w różnych warunkach. Wielkość ziarna, tzn. wielkość cząstek ściernych osadzonych w papierze ściernym, decyduje o szybkości zużycia i wielkości rys na szlifowanym materiale. Papiery ścierne o wyższej granulacji mają mniejsze cząstki, co powoduje niższe prędkości szlifowania i drobniejsze wykończenie powierzchni. Papiery ścierne o tej samej liczbie ziarna, ale wykonane z różnych materiałów, mogą mieć różne zachowanie w warunkach suchych i mokrych. Aby zagwarantować, że wyprodukowany papier ścierny będzie zachowywał się tak jak należy, konieczne są wiarygodne badania tribologiczne. Dzięki tym badaniom możliwe jest ilościowe porównanie zużycia różnych rodzajów papieru ściernego w sposób kontrolowany i monitorowany, co pozwala na wybór najlepszego kandydata do danego zastosowania.

CEL POMIARU

W tym badaniu prezentujemy zdolność Tribometru Pneumatycznego Wysokiego Obciążenia NANOVEA T2000 do ilościowej oceny wydajności ścierania różnych próbek papieru ściernego w warunkach suchych i mokrych.

NANOVEA T2000 Wysokie obciążenie
Trybometr pneumatyczny

PROCEDURY BADAWCZE

Współczynnik tarcia (COF) i skuteczność ścierania dwóch rodzajów papierów ściernych oceniano za pomocą trybometru NANOVEA T100. Jako materiał licznika zastosowano kulkę ze stali nierdzewnej 440. Ślady zużycia piłki badano po każdym teście zużycia za pomocą NANOVEA Bezkontaktowy profiler optyczny 3D aby zapewnić dokładne pomiary utraty objętości.

Należy pamiętać, że jako materiał odniesienia wybrano kulę ze stali nierdzewnej 440, aby stworzyć badanie porównawcze, ale można zastąpić dowolny materiał stały, aby zasymulować inne warunki zastosowania.

WYNIKI TESTÓW I DYSKUSJA

RYSUNEK 1 przedstawia porównanie COF papieru ściernego 1 i 2 w suchych i mokrych warunkach otoczenia. Papier ścierny 1 w warunkach suchych wykazuje na początku testu współczynnik COF równy 0,4, który stopniowo maleje i stabilizuje się na poziomie 0,3. W warunkach wilgotnych próbka ta wykazuje niższy średni współczynnik COF wynoszący 0,27. Natomiast wyniki COF próbki 2 wykazują COF w warunkach suchych na poziomie 0,27 i COF w warunkach mokrych na poziomie ~ 0,37.

Należy zwrócić uwagę, że oscylacje w danych dla wszystkich wykresów COF były spowodowane drganiami generowanymi przez ruch ślizgowy kulki względem szorstkich powierzchni papieru ściernego.

RYSUNEK 1: Ewolucja COF podczas testów zużycia.

RYSUNEK 2 podsumowuje wyniki analizy blizn po zużyciu. Pomiaru blizn dokonano przy użyciu mikroskopu optycznego oraz bezkontaktowego profilera optycznego NANOVEA 3D. RYSUNEK 3 i RYSUNEK 4 porównują blizny po zużyciu kulek SS440 po testach zużycia na papierze ściernym 1 i 2 (warunki mokre i suche). Jak pokazano na RYSUNKU 4, Profiler Optyczny NANOVEA precyzyjnie uchwycił topografię powierzchni czterech kulek i ich ślady zużycia, które następnie zostały przetworzone przez oprogramowanie NANOVEA Mountains Advanced Analysis w celu obliczenia utraty objętości i szybkości zużycia. Na obrazie mikroskopowym i profilowym kulki można zaobserwować, że kulka użyta do testów z papierem ściernym 1 (na sucho) wykazuje większą spłaszczoną bliznę po zużyciu w porównaniu do pozostałych z utratą objętości 0,313 mm³. Natomiast strata objętości dla papieru ściernego 1 (na mokro) wynosiła 0,131 mm³. W przypadku papieru ściernego nr 2 (suchego) utrata objętości wynosiła 0,163 mm³ a dla papieru ściernego 2 (mokrego) utrata objętości wzrosła do 0,237 mm³.

Ponadto można zauważyć, że COF odgrywał ważną rolę w wydajności ścierania papierów ściernych. Papier ścierny 1 wykazywał wyższy COF w stanie suchym, co prowadziło do wyższego współczynnika ścieralności dla kulki SS440 użytej w teście. Z kolei wyższy współczynnik COF papieru ściernego 2 w stanie mokrym skutkował wyższym współczynnikiem ścieralności. Ślady zużycia papierów ściernych po pomiarach przedstawiono na RYS. 5.

Oba papiery ścierne 1 i 2 twierdzą, że działają zarówno w suchym, jak i mokrym środowisku. Wykazywały jednak znacząco różną skuteczność ścierania w warunkach suchych i mokrych. NANOVEA trybometry zapewniają dobrze kontrolowane, wymierne i niezawodne możliwości oceny zużycia, które zapewniają powtarzalne oceny zużycia. Co więcej, możliwość pomiaru COF in situ pozwala użytkownikom powiązać różne etapy procesu zużycia z ewolucją COF, co ma kluczowe znaczenie dla poprawy podstawowego zrozumienia mechanizmu zużycia i właściwości tribologicznych papieru ściernego

RYSUNEK 2: Objętość blizny po zużyciu kulek i średni COF w różnych warunkach.

RYSUNEK 3: Blizny po noszeniu piłek po testach.

RYSUNEK 4: Morfologia 3D blizn zużycia na kulkach.

RYSUNEK 5: Ślady zużycia na papierach ściernych w różnych warunkach.

PODSUMOWANIE

W niniejszej pracy oceniono wydajność ścierania dwóch rodzajów papierów ściernych o tej samej liczbie ziarna w warunkach suchych i mokrych. Warunki użytkowania papieru ściernego odgrywają decydującą rolę w efektywności pracy. Papier ścierny nr 1 wykazywał wyraźnie lepsze właściwości ścierne w warunkach suchych, natomiast papier ścierny nr 2 lepiej zachowywał się w warunkach mokrych. Tarcie podczas procesu szlifowania jest ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy ocenie wydajności ścierania. Profiler optyczny NANOVEA precyzyjnie mierzy morfologię 3D każdej powierzchni, np. blizny po zużyciu na piłce, co zapewnia wiarygodną ocenę wydajności ścierania papieru ściernego w tym badaniu. Tribometr NANOVEA mierzy współczynnik tarcia in situ podczas testu zużycia, zapewniając wgląd w różne etapy procesu zużycia. Oferuje powtarzalne badania zużycia i tarcia w trybach obrotowym i liniowym zgodnych z normami ISO i ASTM, z opcjonalnymi modułami do badań zużycia w wysokiej temperaturze i smarowania dostępnymi w jednym, wstępnie zintegrowanym systemie. Ten niezrównany zakres pozwala użytkownikom symulować różne ciężkie środowiska pracy łożysk kulkowych, w tym wysokie naprężenia, zużycie i wysoką temperaturę, itp. Stanowi on również idealne narzędzie do ilościowej oceny zachowań trybologicznych materiałów o najwyższej odporności na zużycie pod dużymi obciążeniami.

Masz podobną aplikację?

Wykończenie powierzchni skóry z wykorzystaniem profilometrii 3D

SKÓRA PRZETWORZONA

WYKOŃCZENIE POWIERZCHNI Z WYKORZYSTANIEM PROFILOMETRII 3D

Przygotowane przez

CRAIG LEISING

WPROWADZENIE

Po zakończeniu procesu garbowania skóry, jej powierzchnia może zostać poddana kilku procesom wykończeniowym, aby uzyskać różnorodny wygląd i dotyk. Te mechaniczne procesy mogą obejmować rozciąganie, polerowanie, szlifowanie, wytłaczanie, powlekanie itp. W zależności od końcowego przeznaczenia skóry niektóre z nich mogą wymagać bardziej precyzyjnego, kontrolowanego i powtarzalnego przetwarzania.

ZNACZENIE KONTROLI PROFILOMETRYCZNEJ DLA BADAŃ I ROZWOJU ORAZ KONTROLI JAKOŚCI

Ze względu na duże zróżnicowanie i zawodność metod kontroli wizualnej narzędzia, które są w stanie dokładnie określić ilościowo cechy w skali mikro i nano, mogą usprawnić procesy wykańczania skóry. Zrozumienie wykończenia powierzchni skóry w wymierny sposób może prowadzić do lepszego wyboru obróbki powierzchni opartej na danych w celu uzyskania optymalnych rezultatów wykończenia. NANOVEA 3D Bezkontaktowy Profilometry wykorzystują chromatyczną technologię konfokalną do pomiaru wykończonych powierzchni skórzanych i oferują najwyższą powtarzalność i dokładność na rynku. Tam, gdzie inne techniki nie zapewniają wiarygodnych danych ze względu na kontakt sondy, zmienność powierzchni, kąt, absorpcję lub współczynnik odbicia, profilemetry NANOVEA odnoszą sukces.

CEL POMIARU

W tej aplikacji, NANOVEA ST400 jest używana do pomiaru i porównania wykończenia powierzchni dwóch różnych, ale ściśle przetworzonych próbek skóry. Kilka parametrów powierzchni jest automatycznie obliczanych na podstawie profilu powierzchni.

Tutaj skupimy się na chropowatości powierzchni, głębokości wgłębienia, skoku wgłębienia i średnicy wgłębienia dla oceny porównawczej.

NANOVEA

ST400

WYNIKI: PRÓBKA 1

ISO 25178

PARAMETRY WYSOKOŚCI

INNE PARAMETRY 3D

WYNIKI: PRÓBA 2

ISO 25178

PARAMETRY WYSOKOŚCI

INNE PARAMETRY 3D

GŁĘBOKOŚĆ PORÓWNAWCZA

Rozkład głębokości dla każdej próbki.
Duża liczba głębokich wgłębień została zaobserwowana w PRÓBA 1.

NACHYLENIE PORÓWNAWCZE

Odstępy między wgłębieniami na PRÓBA 1 jest nieco mniejszy
niż PRÓBA 2ale oba mają podobny rozkład

ŚREDNIA ŚREDNICA PORÓWNAWCZA

Podobne rozkłady średniej średnicy wgłębień,
z PRÓBA 1 wykazując średnio nieco mniejsze średnie średnice.

PODSUMOWANIE

W tej aplikacji pokazaliśmy, jak profilometr NANOVEA ST400 3D może precyzyjnie scharakteryzować wykończenie powierzchni przetworzonej skóry. W tym badaniu, posiadanie możliwości pomiaru chropowatości powierzchni, głębokości wgłębienia, skoku wgłębienia i średnicy wgłębienia pozwoliło nam na ilościowe określenie różnic pomiędzy wykończeniem i jakością dwóch próbek, które mogą nie być oczywiste przy kontroli wzrokowej.

Ogólnie rzecz biorąc nie było widocznych różnic w wyglądzie skanów 3D pomiędzy PRÓBKĄ 1 a PRÓBKĄ 2. Jednak w analizie statystycznej widać wyraźną różnicę między tymi dwoma próbkami. Próbka 1 zawiera większą ilość wgłębień o mniejszych średnicach, większych głębokościach i mniejszym skoku wgłębienia do wgłębienia w porównaniu z próbką 2.

Należy pamiętać, że dostępne są dodatkowe badania. Specjalne obszary zainteresowania mogły być dalej analizowane za pomocą zintegrowanego modułu AFM lub Mikroskopu. Prędkość profilometru NANOVEA 3D wynosi od 20 mm/s do 1 m/s i jest przeznaczona dla laboratoriów lub badań naukowych, aby sprostać potrzebom szybkiej kontroli; może być zbudowana z niestandardowymi rozmiarami, prędkościami, możliwościami skanowania, zgodnością z klasą 1 pomieszczeń czystych, przenośnikiem indeksującym lub do integracji w linii lub online.

Masz podobną aplikację?

Właściwości mechaniczne hydrożelu

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE HYDROŻELU

PRZY UŻYCIU NANOINDENTACJI

Przygotowane przez

DUANJIE LI, dr i JORGE RAMIREZ

WPROWADZENIE

Hydrożel znany jest ze swojej super chłonności wody, pozwalającej na bliskie podobieństwo elastyczności do naturalnych tkanek. To podobieństwo sprawiło, że hydrożel stał się powszechnym wyborem nie tylko w biomateriałach, ale także w elektronice, ochronie środowiska i zastosowaniach konsumenckich, takich jak soczewki kontaktowe. Każda unikalna aplikacja wymaga specyficznych właściwości mechanicznych hydrożelu.

ZNACZENIE NANOINDENTACJI DLA HYDROŻELU

Hydrożele stanowią wyjątkowe wyzwanie dla badań metodą nanoindentacji, takie jak dobór parametrów badań i przygotowanie próbek. Wiele systemów do badań metodą nanoindentacji posiada poważne ograniczenia, ponieważ nie zostały one zaprojektowane z myślą o zastosowaniu w badaniach hydrożeli. tak miękkich materiałów. Niektóre systemy nanoindentacji wykorzystują zespół cewka/magnes do przyłożenia siły do próbki. Nie ma pomiaru rzeczywistej siły, co prowadzi do niedokładnego i nieliniowego obciążenia podczas badania miękkich materiałów. materiały. Określenie punktu styku jest niezwykle trudne, ponieważ Głębokość jest jedynym parametrem faktycznie mierzonym. Niemal niemożliwe jest zaobserwowanie zmiany nachylenia w Głębokość a czas działka podczas okres, w którym końcówka wgłębnika zbliża się do materiału hydrożelowego.

W celu przezwyciężenia ograniczeń tych systemów, nano moduł NANOVEA Tester mechaniczny mierzy sprzężenie zwrotne siły za pomocą indywidualnego ogniwa obciążnikowego, aby zapewnić wysoką dokładność na wszystkich rodzajach materiałów, miękkich i twardych. Przemieszczenie sterowane piezoelektrycznie jest niezwykle precyzyjne i szybkie. Umożliwia to niezrównany pomiar właściwości lepkosprężystych poprzez wyeliminowanie wielu założeń teoretycznych, które muszą uwzględniać systemy z zespołem cewki/magnesu i bez sprzężenia zwrotnego siły.

CEL POMIARU

W tej aplikacji NANOVEA Tester mechaniczny, w trybie nanoindentacji, służy do badania twardości, modułu sprężystości i pełzania próbki hydrożelowej.

NANOVEA PB1000 Tester mechaniczny

WARUNKI BADANIA

Próbkę hydrożelu umieszczoną na szklanym szkiełku badano techniką nanoindentacji przy użyciu NANOVEA Tester mechaniczny. Dla tego miękkiego materiału zastosowano końcówkę sferyczną o średnicy 3 mm. Obciążenie liniowo wzrastało od 0,06 do 10 mN podczas okresu obciążania. Następnie mierzono pełzanie na podstawie zmiany głębokości wgłębienia przy maksymalnym obciążeniu 10 mN przez 70 sekund.

PRĘDKOŚĆ ZBLIŻANIA SIĘ: 100 μm/min

ŁADUNEK KONTAKTOWY

0,06 mN

OBCIĄŻENIE MAKSYMALNE

10 mN

PRĘDKOŚĆ ZAŁADUNKU

20 mN/min

CREEP

70 s

WYNIKI I DYSKUSJA

Ewolucja obciążenia i głębokości w funkcji czasu została przedstawiona w FUGURA 1. Można zauważyć, że na wykresie dot. Głębokość a czas, bardzo trudno jest określić punkt zmiany nachylenia na początku okresu obciążenia, który zwykle sprawdza się jako wskazówka, gdzie wgłębnik zaczyna stykać się z miękkim materiałem. Jednakże, wykres Obciążenie w zależności od czasu pokazuje osobliwe zachowanie hydrożelu pod wpływem przyłożonego obciążenia. Gdy hydrożel zaczyna stykać się z wgłębnikiem kulistym, z powodu napięcia powierzchniowego hydrożel ciągnie wgłębnik kulisty, co powoduje zmniejszenie jego powierzchni. Takie zachowanie prowadzi do ujemnego zmierzonego obciążenia na początku etapu obciążania. Obciążenie stopniowo wzrasta, gdy wgłębnik zagłębia się w hydrożel, a następnie jest kontrolowane, aby było stałe przy maksymalnym obciążeniu 10 mN przez 70 sekund w celu zbadania zachowania hydrożelu podczas pełzania.

RYSUNEK 1: Ewolucja obciążenia i głębokości w funkcji czasu.

Działka o pow. Głębokość pełzania w funkcji czasu zaznaczono w RYSUNEK 2, oraz Obciążenie a przemieszczenie wykres badania metodą nanoindentacji pokazany jest w RYSUNEK 3. Hydrożel w tej pracy posiada twardość 16,9 KPa i moduł Younga 160,2 KPa, obliczone na podstawie krzywej przemieszczenia obciążenia metodą Olivera-Pharra.

Pełzanie jest ważnym czynnikiem w badaniach właściwości mechanicznych hydrożelu. Sterowanie w ścisłej pętli sprzężenia zwrotnego pomiędzy piezoelementem a ultraczułym ogniwem obciążnikowym zapewnia rzeczywiste stałe obciążenie w czasie pełzania przy maksymalnym obciążeniu. Jak pokazano w RYSUNEK 2, hydrożel ustępuje ~42 μm w wyniku pełzania w ciągu 70 sekund pod maksymalnym obciążeniem 10 mN przyłożonym przez końcówkę kulkową 3 mm.

RYSUNEK 2: Pełzanie przy maksymalnym obciążeniu 10 mN przez 70 sekund.

RYSUNEK 3: Wykres zależności obciążenia od przemieszczenia hydrożelu.

PODSUMOWANIE

W tym badaniu wykazaliśmy, że NANOVEA Tester mechaniczny, w trybie nanoindentacji, zapewnia precyzyjny i powtarzalny pomiar właściwości mechanicznych hydrożelu, w tym twardości, modułu Younga i pełzania. Duża 3 mm końcówka kulkowa zapewnia prawidłowy kontakt z powierzchnią hydrożelu. Wysokoprecyzyjny zmotoryzowany statyw do próbek umożliwia dokładne pozycjonowanie płaskiej powierzchni próbki hydrożelu pod końcówką kulkową. Hydrożel w tym badaniu wykazuje twardość 16,9 KPa i moduł Younga 160,2 KPa. Głębokość pełzania wynosi ~42 μm pod obciążeniem 10 mN przez 70 sekund.

NANOVEA Testery mechaniczne zapewniają niezrównaną wielofunkcyjność modułów Nano i Micro na jednej platformie. Oba moduły zawierają tryb testera zarysowań, testera twardości oraz testera zużycia, oferując najszerszy i najbardziej przyjazny dla użytkownika zakres badań dostępny na jednej platformie.
system.

Masz podobną aplikację?

Badanie zużycia tłoka

TESTOWANIE ZUŻYCIA TŁOKÓWKORZYSTANIE Z TRYBOMETRU NANOVEA

Przygotowane przez

FRANK LIU

Czym jest badanie zużycia tłoka?

Badanie zużycia tłoka ocenia tarcie, smarowanie i trwałość materiału między płaszczami tłoka a tulejami cylindrów w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Wykorzystując trybometr, inżynierowie mogą odtworzyć rzeczywisty ruch posuwisto-zwrotny i precyzyjnie zmierzyć współczynnik tarcia, szybkość zużycia oraz topografię powierzchni 3D. Wyniki te dostarczają kluczowych informacji na temat właściwości trybologicznych powłok, smarów i stopów stosowanych w tłokach silnikowych, pomagając zoptymalizować osiągi, zużycie paliwa i długoterminową niezawodność.

Schemat układu cylindrów mocy i interfejsu spódnica tłokowa - smar - tuleja cylindrowa.

💡 Chcesz określić stopień zużycia i tarcie własnych próbek? Zamów niestandardowy test trybologiczny dostosowany do Twojej aplikacji.

Dlaczego testy zużycia tłoków mają znaczenie w rozwoju silników

Olej silnikowy jest środkiem smarnym, który jest dobrze zaprojektowany do swojego zastosowania. Oprócz oleju bazowego, aby poprawić jego działanie, dodaje się dodatki, takie jak detergenty, dyspergatory, polepszacze lepkości (VI), środki przeciwzużyciowe/przeciwtarciowe i inhibitory korozji. Dodatki te wpływają na to, jak olej zachowuje się w różnych warunkach pracy. Zachowanie oleju wpływa na interfejsy P-L-C i określa, czy występuje znaczne zużycie w wyniku kontaktu metal-metal, czy też smarowanie hydrodynamiczne (bardzo małe zużycie).

Trudno jest zrozumieć interfejsy P-L-C bez odizolowania tego obszaru od zmiennych zewnętrznych. Bardziej praktyczna jest symulacja zdarzenia z warunkami reprezentatywnymi dla jego rzeczywistego zastosowania. Strona NANOVEA Tribometr jest do tego idealny. Wyposażony w wiele czujników siły, czujnik głębokości, moduł smarowania kroplowego oraz liniowy stopień posuwisto-zwrotny. NANOVEA T2000 jest w stanie dokładnie naśladować zdarzenia zachodzące w bloku silnika i uzyskać cenne dane, które pozwalają lepiej zrozumieć interfejsy P-L-C.

Moduł cieczy na tribometrze NANOVEA T2000

Moduł "drop-by-drop" jest kluczowy dla tego badania. Ponieważ tłoki mogą poruszać się z bardzo dużą prędkością (powyżej 3000 obr/min), trudno jest stworzyć cienką warstwę środka smarnego poprzez zanurzenie próbki. Aby rozwiązać ten problem, moduł "kropla po kropli" jest w stanie konsekwentnie nakładać stałą ilość środka smarnego na powierzchnię spódnicy tłoka.

Zastosowanie świeżego środka smarnego usuwa również obawy o wpływ na właściwości środka smarnego zanieczyszczeń powstałych w wyniku zużycia.

Jak symulują tribometry
Rzeczywiste zużycie tłoka i tulei

W niniejszym raporcie zostaną zbadane interfejsy między płaszczem tłoka, smarem i tuleją cylindrową. Interfejsy zostaną odtworzone poprzez przeprowadzenie liniowego ruchu posuwisto-zwrotnego. test zużycia z modułem smarowania kroplowego.

Środek smarny będzie stosowany w temperaturze pokojowej i w warunkach podgrzewania, aby porównać zimny start i optymalne warunki pracy. COF i wskaźnik zużycia będą obserwowane, aby lepiej zrozumieć, jak interfejsy zachowują się w rzeczywistych zastosowaniach.

NANOVEA T2000
Tribometr do dużych obciążeń

Parametry i konfiguracja testu zużycia tłoka

LOAD ............................ 100 N

CZAS TRWANIA TESTU ............................ 30 min

PRĘDKOŚĆ ............................ 2000 obr.

AMPLITUDE ............................ 10 mm

ODLEGŁOŚĆ CAŁKOWITA ............................ 1200 m

POWLEKANIE SPODNI ............................ Moly-grafit

MATERIAŁ NA PIN ............................ Stop aluminium 5052

ŚREDNICA PINU ............................ 10 mm

SMAROWIDŁO ............................ Olej silnikowy (10W-30)

APPROX. PRĘDKOŚĆ PRZEPŁYWU ............................ 60 mL/min

TEMPERATURA ............................ Temperatura pokojowa i 90°C

Znaczenie w rzeczywistym świecie
Badanie zużycia tłoka

Testy zużycia tłoków z wykorzystaniem tribometru dostarczają kluczowych informacji na temat wpływu doboru materiałów i strategii smarowania na rzeczywistą niezawodność silnika. Zamiast polegać na kosztownych testach całego silnika, laboratoria mogą oceniać powłoki, oleje i powierzchnie stopów w realistycznych warunkach obciążenia mechanicznego i temperatury. NANOVEA Profilometria 3D Moduły trybologiczne umożliwiają precyzyjne mapowanie głębokości zużycia i stabilności tarcia, pomagając zespołom badawczo-rozwojowym w optymalizacji wydajności i skróceniu cykli rozwoju.

Wyniki i analiza testów zużycia tłoków

W tym eksperymencie jako materiał kontrastowy wykorzystano A5052. Chociaż bloki silnika są zazwyczaj wykonane z odlewanego aluminium, takiego jak A356, A5052 ma właściwości mechaniczne podobne do A356 w tym symulacyjnym teście [1].

W warunkach testowych zaobserwowano znaczne zużycie płaszcza tłoka w temperaturze pokojowej w porównaniu z temperaturą 90°C. Głębokie rysy widoczne na próbkach sugerują, że podczas testu często dochodziło do kontaktu między materiałem statycznym a płaszczem tłoka. Wysoka lepkość w temperaturze pokojowej może ograniczać całkowite wypełnienie szczelin na styku powierzchni przez olej, powodując kontakt metalu z metalem. W wyższej temperaturze olej rozrzedza się i może przepływać między sworzniem a tłokiem. W rezultacie w wyższej temperaturze obserwuje się znacznie mniejsze zużycie. RYSUNEK 5 pokazuje, że jedna strona śladu zużycia była znacznie mniej zużyta niż druga strona. Najprawdopodobniej wynika to z położenia wylotu oleju. Grubość warstwy smaru była większa po jednej stronie niż po drugiej, co spowodowało nierównomierne zużycie.

[1] “Aluminium 5052 a aluminium 356.0”. MakeItFrom.com, makeitfrom.com/compare/5052-O-Aluminum/A356.0-SG70B-A13560-Cast-Aluminum

Współczynnik COF w badaniach tribologicznych z liniowym ruchem posuwisto-zwrotnym można podzielić na wysoki i niski. Przejście wysokie odnosi się do próbki poruszającej się w kierunku dodatnim, a przejście niskie do próbki poruszającej się w kierunku przeciwnym, czyli ujemnym. Zaobserwowano, że średni COF dla oleju RT był poniżej 0,1 dla obu kierunków. Średni COF pomiędzy przejściami wynosił 0,072 i 0,080. Stwierdzono, że średni COF dla oleju 90°C był różny pomiędzy przejściami. Zaobserwowano średnie wartości COF wynoszące 0,167 i 0,09. Różnica w COF stanowi dodatkowy dowód na to, że olej był w stanie prawidłowo nawilżyć tylko jedną stronę trzpienia. Wysoki współczynnik COF uzyskano, gdy pomiędzy sworzniem a denkiem tłoka utworzył się gruby film w wyniku występującego smarowania hydrodynamicznego. Niższy współczynnik COF obserwuje się w drugą stronę, gdy występuje smarowanie mieszane. Więcej informacji na temat smarowania hydrodynamicznego i mieszanego można znaleźć w naszej nocie aplikacyjnej na stronie Krzywe Stribecka.

Tabela 1: Wyniki badań zużycia tłoków w stanie nasmarowanym.

RYSUNEK 1: Wykresy COF dla testu zużycia oleju w temperaturze pokojowej A surowy profil B wysoki przebieg C niski przebieg.

RYSUNEK 2: Wykresy COF dla testu oleju zużywalnego w 90°C A profil surowy B profil wysoki C profil niski.

RYSUNEK 3: Obraz optyczny blizny po zużyciu z testu zużycia oleju silnikowego RT.

RYSUNEK 4: Objętość otworu analiza blizny po zużyciu z testu zużycia oleju silnikowego RT.

RYSUNEK 5: Skan profilometryczny blizny po zużyciu w teście zużycia oleju silnikowego RT.

RYSUNEK 6: Optyczny obraz blizny po zużyciu oleju silnikowego w 90°C

RYSUNEK 7: Objętość analizy otworu blizny po zużyciu z testu zużycia oleju silnikowego w 90°C.

RYSUNEK 8: Skan profilometryczny blizny po zużyciu w teście zużycia oleju silnikowego w 90°C.

Wnioski: Ocena zużycia silnika za pomocą tribometrów NANOVEA

Przeprowadzono testy zużycia smarowanego tłoka liniowego, aby symulować zdarzenia występujące w rzeczywistym silniku podczas pracy. Interfejsy między płaszczem tłoka, smarem i tuleją cylindrową mają kluczowe znaczenie dla działania silnika. Grubość smaru na interfejsie odpowiada za straty energii spowodowane tarciem lub zużyciem między płaszczem tłoka a tuleją cylindrową. Aby zoptymalizować działanie silnika, grubość warstwy smaru musi być jak najmniejsza, tak aby płaszcz tłoka i tuleja cylindrowa nie stykały się ze sobą. Wyzwaniem jest jednak to, jak zmiany temperatury, prędkości i siły wpłyną na styki P-L-C.

Dzięki szerokiemu zakresowi obciążenia (do 2000 N) i prędkości (do 15000 obr./min) tribometr NANOVEA T2000 jest w stanie symulować różne warunki występujące w silniku. Możliwe przyszłe badania w tej dziedzinie obejmują zachowanie interfejsów P-L-C pod wpływem różnych stałych obciążeń, obciążeń oscylacyjnych, temperatury smaru, prędkości i metody stosowania smaru. Parametry te można łatwo regulować za pomocą tribometru NANOVEA T2000, aby uzyskać pełne zrozumienie mechanizmów interfejsów między płaszczem tłoka, smarem i tuleją cylindrową.

ℹ️ Interesują Cię testy klocków hamulcowych? Dowiedz się więcej o naszym dedykowanym tester tarcia hamulców do produkcji klocków hamulcowych, okładzin i badań i rozwoju w branży motoryzacyjnej.

Masz podobną aplikację?

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?

Strona 3 z 23' Poprzedni 1 234 5 6 7 Następny 'Ostatni "

Produkty

Profilometry

PS50 - Advanced Compact

JR25 - Portable Compact

JR100 - Portable High Speed

ST400 - Modular Standard

ST500 - Modular Large Area

AFM Pro - Extended Range

In-Line QC - Roughness, Texture & Finish

Nanoindenters & Scratch Testers

CB500 - Advanced Compact

PB1000 - Advanced Large Platform

Systemy podciśnieniowe

Tribometry

T50 - Free Weight Benchtop

T200 - Pneumatic Compact

T2000 - Pneumatic High Load

T2000 MAX - High Torque Friction Tester

CR-8R - Ball Cratering Coating Thickness

Systemy podciśnieniowe

Usługi laboratoryjne

Analiza profilometrii bezkontaktowej

Próba wgniecenia i zarysowania

Badanie tarcia i zużycia

Topologia powierzchni i analiza chemiczna

Rozwiązania w zakresie badań

Profilometria

Szorstkość i wykończenie

Geometria i kształt

Płaskość i wypaczenia

Objętość i powierzchnia

Wysokość i grubość stopnia

Tekstura i ziarno

Badania mechaniczne

Wgłębianie | Twardość i sprężystość

Wgłębianie | Stress vs Strain

Wcięcie | Pełzanie i odprężenie

Wgniecenie | Utrata i przechowywanie

Wytrzymałość na wgniatanie | Wytrzymałość na złamanie

Wgniecenie | Granica plastyczności i zmęczenie

Wysoka temperatura

Wilgotność

Próżnia

Zarysowanie | Awaria kleju

Zarysowanie | Uszkodzenie spoiwa

Scratch | Scratch Hardness

Zarysowania | Zużycie wieloprzebiegowe

Tarcie | Współczynnik tarcia

Niska temperatura

Płyn

Badania tribologiczne

Linear

Rotacyjne

Blok na pierścieniu

Pierścień na pierścieniu

Test na zarysowania

Test tarcia hamulców

Wysoka temperatura

Niska temperatura

Korozja

Płyn

Wilgotność i gazy obojętne

Próżnia

Aplikacje

Przez przemysł

Bio & Biotechnologia

Materiały budowlane

Produkty konsumenckie

Urządzenia medyczne

Produkcja i obróbka metali

Ropa naftowa i kopalnie

Optyka

Farby i powłoki

Farmaceutyczny

Półprzewodniki i elektronika

Tekstylia, skóra i papier

Oprzyrządowanie i maszyny

Transport naziemny

Kosmos i lotnictwo

Wojsko i obrona