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AR Arquivos Mensais: fevereiro 2017
Efeito da corrosão sobre a dureza utilizando a nanoindentação
As propriedades mecânicas dos materiais se deterioram durante o processo de corrosão. Por exemplo, o lepidocrocite (γ-FeOOH) e o goethite (α-FeOOH) se formam na corrosão atmosférica do aço carbono. Sua natureza solta e porosa resulta na absorção de umidade e, por sua vez, em maior aceleração do processo de corrosão. Akaganeite (β-FeOOH), outra forma de ferro
oxyhydroxide, é gerado na superfície do aço em ambientes contendo cloreto. Nanoindentação pode controlar a profundidade de indentação na faixa de nanômetros e mícrons, tornando possível medir quantitativamente a dureza e o módulo de Young dos produtos de corrosão formados na superfície do metal. Ele fornece uma visão físico-química dos mecanismos de corrosão envolvidos de modo a selecionar o melhor material candidato para as aplicações alvo.
Efeito da corrosão sobre a dureza utilizando a nanoindentação
Textura de Drywall & Pitting usando a Profilometria 3D
A textura e rugosidade da parede seca é crítica na qualidade e aparência do produto final. Um melhor entendimento do efeito da textura e consistência da superfície na resistência à umidade do drywall revestido permite selecionar o produto mais fino e otimizar a técnica de pintura para obter o melhor resultado. Uma inspeção de superfície quantificável, rápida e confiável da superfície do revestimento necessita de uma avaliação quantitativa da qualidade da superfície. O Nanovea 3D Non-Contact Profilometers utiliza tecnologia cromática confocal com capacidade única para medir com precisão a superfície da amostra. A técnica do sensor de linha pode terminar a varredura de uma grande superfície de drywall em minutos.
Nanoindentação Cíclica Medição de tensão-deformação
Nanoindentação Cíclica Medição de tensão-deformação
Saiba mais
A importância da nanoindentação
Medições contínuas de rigidez (CSM) obtidas por nanoindentação revela a relação entre tensão e deformação dos materiais com métodos minimamente invasivos. Ao contrário dos métodos tradicionais de teste de tração, a nanoindentação fornece dados de tensão-deformação em nanoescala sem a necessidade de um instrumento grande. A curva de tensão-deformação fornece informações cruciais sobre o limite entre o comportamento elástico e plástico à medida que a amostra é submetida a cargas crescentes. O CSM oferece a capacidade de determinar a tensão de escoamento de um material sem equipamentos perigosos.
A nanoindentação fornece um método confiável e fácil de usar para investigar rapidamente os dados de tensão-deformação. Além disso, medir o comportamento tensão-deformação na nanoescala torna possível estudar propriedades importantes em revestimentos pequenos e partículas em materiais à medida que estes se tornam mais avançados. A nanoindentação fornece informações sobre limite elástico e resistência ao escoamento, além de dureza, módulo elástico, fluência, resistência à fratura, etc., tornando-o um instrumento de metrologia versátil.
Os dados de tensão-deformação fornecidos pela nanoindentação neste estudo identificam o limite elástico do material enquanto que apenas 1,2 microns vão para a superfície. Utilizamos o CSM para determinar como as propriedades mecânicas dos materiais se desenvolvem à medida que um indentro viaja mais profundamente para dentro da superfície. Isto é especialmente útil em aplicações de filmes finos onde as propriedades podem ser dependentes da profundidade. A nanoindentação é um método minimamente invasivo de confirmação das propriedades do material em amostras de teste.
O teste CSM é útil na medição das propriedades do material em relação à profundidade. Os testes cíclicos podem ser realizados com cargas constantes para determinar propriedades mais complexas do material. Isto pode ser útil para estudar a fadiga ou eliminar o efeito da porosidade para obter um verdadeiro módulo elástico.
Objetivo da medição
Nesta aplicação, o testador mecânico Nanovea utiliza o CSM para estudar dados de dureza e módulo elástico versus profundidade e tensão-deformação em uma amostra padrão de aço. O aço foi escolhido por suas características comumente reconhecidas para exibir o controle e a precisão dos dados de tensão-deformação em nanoescala. Uma ponta esférica com um raio de 5 mícrons foi utilizada para alcançar tensões suficientemente altas além do limite elástico para o aço.
Condições e procedimentos de teste
Foram utilizados os seguintes parâmetros de recuo:
Resultados:
O aumento da carga durante as oscilações proporciona a seguinte profundidade em relação à curva de carga. Mais de 100 oscilações foram conduzidas durante a carga para encontrar os dados de tensão-deformação à medida que o indentro penetra no material.
Determinamos o estresse e a tensão a partir das informações obtidas em cada ciclo. A carga e profundidade máximas em cada ciclo nos permite calcular a tensão máxima aplicada em cada ciclo ao material. A deformação é calculada a partir da profundidade residual em cada ciclo, a partir da descarga parcial. Isto nos permite calcular o raio da impressão residual dividindo o raio da ponta para dar o fator de deformação. O traçado de tensão versus deformação para o material mostra as zonas elásticas e plásticas com a tensão limite elástica correspondente. Nossos testes determinaram a transição entre as zonas elástica e plástica do material a ser cerca de 0,076 tensão com um limite elástico de 1,45 GPa.
Cada ciclo atua como um único travessão para que, à medida que aumentamos a carga, realizamos testes em várias profundidades controladas no aço. Assim, a dureza e o módulo elástico versus profundidade podem ser traçados diretamente a partir dos dados obtidos para cada ciclo.
À medida que o indentro viaja no material, vemos a dureza aumentar e o módulo de elasticidade diminuir.
Conclusão
Mostramos que o testador mecânico Nanovea fornece dados de tensão-deformação confiáveis. A utilização de uma ponta esférica com indentação CSM permite a medição da propriedade material sob maior tensão. A carga e o raio de indentação podem ser alterados para testar vários materiais a profundidades controladas. Os testadores mecânicos Nanovea fornecem estes testes de indentação da faixa sub mN até 400N.
