{"id":8556,"date":"2020-07-01T17:51:05","date_gmt":"2020-07-01T17:51:05","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=8556"},"modified":"2023-11-13T23:22:00","modified_gmt":"2023-11-13T23:22:00","slug":"high-speed-nanoindentation-mapping","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/high-speed-nanoindentation-mapping\/","title":{"rendered":"Ceramika: Szybkie mapowanie metod\u0105 nanoindentacji do wykrywania ziaren"},"content":{"rendered":"
<\/div>\n

\n
\n<\/a><\/div>\n
<\/div>\n
<\/div>\n

WPROWADZENIE<\/strong><\/em><\/h2>\n

 <\/p>\n

Nanoindentacja<\/a> sta\u0142a si\u0119 szeroko stosowan\u0105 technik\u0105 pomiaru zachowa\u0144 mechanicznych materia\u0142\u00f3w w ma\u0142ych skalachi ii<\/sup>. Krzywe przemieszczenia obci\u0105\u017cenia o wysokiej rozdzielczo\u015bci uzyskane z pomiaru nanowci\u0119cia mog\u0105 zapewni\u0107 r\u00f3\u017cnorodne w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizykomechaniczne, w tym twardo\u015b\u0107, modu\u0142 Younga, pe\u0142zanie, odporno\u015b\u0107 na p\u0119kanie i wiele innych.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Znaczenie szybkiego mapowania wci\u0119\u0107<\/strong><\/em><\/p>\n

 <\/p>\n

Istotnym w\u0105skim gard\u0142em w dalszej popularyzacji techniki nanoindentacji jest czasoch\u0142onno\u015b\u0107. Mapowanie w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechanicznych za pomoc\u0105 konwencjonalnej procedury nanoindentacji mo\u017ce z \u0142atwo\u015bci\u0105 zaj\u0105\u0107 wiele godzin, co utrudnia zastosowanie tej techniki w bran\u017cach produkcji masowej, takich jak p\u00f3\u0142przewodniki, przemys\u0142 lotniczy, MEMS, produkty konsumenckie, takie jak p\u0142ytki ceramiczne i wiele innych.<\/p>\n

Szybkie mapowanie mo\u017ce okaza\u0107 si\u0119 niezb\u0119dne w bran\u017cy produkcji p\u0142ytek ceramicznych. Mapowania twardo\u015bci i modu\u0142u Younga na pojedynczej p\u0142ytce ceramicznej mog\u0105 przedstawi\u0107 rozk\u0142ad danych wskazuj\u0105cy, jak jednorodna jest powierzchnia. Na tej mapie mo\u017cna obrysowa\u0107 bardziej mi\u0119kkie obszary na kafelku i pokaza\u0107 lokalizacje bardziej podatne na awarie spowodowane uderzeniami fizycznymi, kt\u00f3re zdarzaj\u0105 si\u0119 codziennie w czyim\u015b miejscu zamieszkania. Mapowania mo\u017cna dokona\u0107 na r\u00f3\u017cnych typach p\u0142ytek do bada\u0144 por\u00f3wnawczych oraz na partii podobnych p\u0142ytek w celu pomiaru sp\u00f3jno\u015bci p\u0142ytek w procesach kontroli jako\u015bci. Kombinacja konfiguracji pomiar\u00f3w mo\u017ce by\u0107 obszerna, a tak\u017ce dok\u0142adna i wydajna dzi\u0119ki metodzie szybkiego mapowania.<\/p>\n

 <\/p>\n

CEL POMIARU<\/strong><\/em><\/h2>\n

 <\/p>\n

W tym badaniu, Nanovea Tester mechaniczny<\/a>, w trybie FastMap s\u0142u\u017cy do mapowania w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechanicznych p\u0142ytki pod\u0142ogowej przy du\u017cych pr\u0119dko\u015bciach. Pokazujemy mo\u017cliwo\u015bci testera mechanicznego Nanovea w wykonywaniu dw\u00f3ch szybkich mapowa\u0144 nanoindentacji z du\u017c\u0105 precyzj\u0105 i powtarzalno\u015bci\u0105.<\/p>\n

 <\/p>\n

Warunki badania<\/strong><\/em><\/p>\n

 <\/p>\n

Tester mechaniczny Nanovea zosta\u0142 u\u017cyty do wykonania serii nanoodcisk\u00f3w w trybie FastMap na p\u0142ytce pod\u0142ogowej przy u\u017cyciu wg\u0142\u0119bnika Berkovicha. Parametry testu podsumowano poni\u017cej dla utworzonych dw\u00f3ch macierzy wci\u0119\u0107.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Tabela 1: Podsumowanie parametr\u00f3w testowych.<\/em><\/h6>\n

 <\/p>\n

<\/div>\n

WYNIKI I DYSKUSJA\u00a0<\/strong><\/em><\/h2>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

<\/h6>\n
Rysunek 1: Widoki 2D i 3D mapowania twardo\u015bci z 625 wci\u0119ciami.<\/em><\/h6>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

Rysunek 2: Mikrofotografia matrycy o 625 wci\u0119ciach przedstawiaj\u0105ca ziarno.<\/em><\/h6>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Matryc\u0119 o 625 wci\u0119ciach wykonano na grubo\u015bci 0,20 mm2 <\/sup>obszar z du\u017cym widocznym ziarnem. Ziarno to (rys. 2) mia\u0142o \u015bredni\u0105 twardo\u015b\u0107 mniejsz\u0105 ni\u017c ca\u0142kowita powierzchnia p\u0142ytki. Oprogramowanie Nanovea Mechanical umo\u017cliwia u\u017cytkownikowi obejrzenie mapy rozk\u0142adu twardo\u015bci w trybie 2D i 3D, jak przedstawiono na rysunku 1. Dzi\u0119ki precyzyjnej kontroli po\u0142o\u017cenia stolika pr\u00f3bki, oprogramowanie umo\u017cliwia u\u017cytkownikom dok\u0142adne namierzenie takich obszar\u00f3w mapowanie w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechanicznych.<\/p>\n

<\/div>\n
<\/div>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

<\/h6>\n
Rysunek 3: Widok 2D i 3D mapowania twardo\u015bci z 1600 wci\u0119ciami.<\/em><\/h6>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

Rysunek 4: Mikrofotografia matrycy o 1600 wci\u0119ciach.<\/i><\/h6>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Na tej samej p\u0142ytce utworzono r\u00f3wnie\u017c matryc\u0119 o 1600 wci\u0119ciach, aby zmierzy\u0107 jednorodno\u015b\u0107 powierzchni. Tutaj ponownie u\u017cytkownik ma mo\u017cliwo\u015b\u0107 zobaczenia rozk\u0142adu twardo\u015bci w trybie 3D lub 2D (rysunek 3), a tak\u017ce obrazu mikroskopowego wci\u0119tej powierzchni. Na podstawie przedstawionego rozk\u0142adu twardo\u015bci mo\u017cna stwierdzi\u0107, \u017ce materia\u0142 jest porowaty ze wzgl\u0119du na r\u00f3wnomierne rozproszenie punkt\u00f3w danych o wysokiej i niskiej twardo\u015bci.<\/p>\n

W por\u00f3wnaniu z konwencjonalnymi procedurami nanoindentacji, tryb FastMap w tym badaniu jest znacznie mniej czasoch\u0142onny i bardziej op\u0142acalny. Umo\u017cliwia szybkie ilo\u015bciowe mapowanie w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechanicznych, w tym twardo\u015bci i modu\u0142u Younga, oraz zapewnia rozwi\u0105zanie do wykrywania ziaren i konsystencji materia\u0142u, co ma kluczowe znaczenie dla kontroli jako\u015bci r\u00f3\u017cnorodnych materia\u0142\u00f3w w produkcji masowej.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

PODSUMOWANIE<\/strong><\/em><\/h2>\n

 <\/p>\n

W tym badaniu zaprezentowali\u015bmy mo\u017cliwo\u015bci testera mechanicznego Nanovea w wykonywaniu szybkiego i precyzyjnego mapowania nanoindentacji przy u\u017cyciu trybu FastMap. Mapy w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechanicznych na p\u0142ytce ceramicznej wykorzystuj\u0105 kontrol\u0119 po\u0142o\u017cenia (z dok\u0142adno\u015bci\u0105 do 0,2 \u00b5m) stopni i czu\u0142o\u015b\u0107 modu\u0142u si\u0142y w celu wykrywania ziaren powierzchniowych i pomiaru jednorodno\u015bci powierzchni z du\u017c\u0105 pr\u0119dko\u015bci\u0105.<\/p>\n

Parametry testowe zastosowane w tym badaniu zosta\u0142y okre\u015blone na podstawie wielko\u015bci matrycy i materia\u0142u pr\u00f3bki. Mo\u017cna wybra\u0107 r\u00f3\u017cne parametry testu, aby zoptymalizowa\u0107 ca\u0142kowity czas cyklu wci\u0119cia do 3 sekund na wci\u0119cie (lub 30 sekund na ka\u017cde 10 wg\u0142\u0119bie\u0144).<\/p>\n

Wszystkie modu\u0142y Nano i Micro testera mechanicznego Nanovea obejmuj\u0105 tryby testowania wci\u0119\u0107, zarysowa\u0144 i zu\u017cycia zgodne z normami ISO i ASTM, zapewniaj\u0105c najszerszy i najbardziej przyjazny dla u\u017cytkownika zakres test\u00f3w dost\u0119pny w jednym systemie. Niezr\u00f3wnany asortyment Nanovea to idealne rozwi\u0105zanie do okre\u015blania pe\u0142nego zakresu w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechanicznych cienkich lub grubych, mi\u0119kkich lub twardych pow\u0142ok, folii i pod\u0142o\u017cy, w tym twardo\u015bci, modu\u0142u Younga, odporno\u015bci na p\u0119kanie, przyczepno\u015bci, odporno\u015bci na zu\u017cycie i wielu innych.<\/p>\n

Ponadto dost\u0119pny jest opcjonalny bezkontaktowy profiler 3D i modu\u0142 AFM do obrazowania 3D w wysokiej rozdzielczo\u015bci wgniece\u0144, zarysowa\u0144 i \u015blad\u00f3w zu\u017cycia, a tak\u017ce innych pomiar\u00f3w powierzchni, takich jak chropowato\u015b\u0107.<\/p>\n

 <\/p>\n

Autor: dr Duanjie Li. Poprawili: Pierre Leroux i Jocelyn Esparza<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

INTRODUCTION   Nanoindentation has become a widely applied technique for measuring mechanical behaviors of materials at small scalesi ii. The high-resolution load-displacement curves from a nanoindentation measurement can provide a variety of physicomechanical properties, including hardness, Young\u2019s modulus, creeping, fracture toughness and many others.     Importance of Fast Mapping Indentation   One significant bottleneck […]<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":8640,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7,338,349,337],"tags":[],"class_list":["post-8556","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-notes","category-indentation-hardness-elastic","category-laboratory-testing","category-mechanical-testing"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8556","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8556"}],"version-history":[{"count":112,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8556\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":23474,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8556\/revisions\/23474"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8640"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8556"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8556"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8556"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}