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Arquivos Mensais: maio 2021

Teste de desgaste de revestimento de vidro por Tribômetro

Teste de desgaste de revestimento de vidro por Tribômetro

Saiba mais

UMIDADE NO REVESTIMENTO DE VIDRO

TESTE DE DESGASTE POR TRIBÔMETRO

Preparado por

DUANJIE LIPhD

INTRODUÇÃO

O revestimento de vidro autolimpante cria uma superfície de vidro de fácil limpeza que evita a acumulação de sujeira, sujeira e manchas. Sua característica de autolimpeza reduz significativamente a freqüência, tempo, energia e custos de limpeza, tornando-a uma escolha atraente para uma variedade de aplicações residenciais e comerciais, tais como fachadas de vidro, espelhos, vidros de chuveiro, janelas e pára-brisas.

IMPORTÂNCIA DA RESISTÊNCIA AO DESGASTE DE REVESTIMENTO DE VIDRO AUTOLIMPANTE

Uma aplicação principal do revestimento autolimpante é a superfície exterior da fachada de vidro nos arranha-céus. A superfície do vidro é frequentemente atacada por partículas de alta velocidade transportadas por ventos fortes. A condição climática também desempenha um papel importante na vida útil do revestimento de vidro. Pode ser muito difícil e caro tratar a superfície do vidro e aplicar o novo revestimento quando o antigo falhar. Portanto, a resistência ao desgaste do revestimento de vidro sob
diferentes condições climáticas são críticas.


A fim de simular as condições ambientais realistas do revestimento autolimpante em diferentes condições climáticas, é necessária uma avaliação de desgaste repetível em uma umidade controlada e monitorada. Isto permite aos usuários comparar corretamente a resistência ao desgaste dos revestimentos autolimpantes expostos a diferentes graus de umidade e selecionar o melhor candidato para a aplicação visada.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Neste estudo, mostramos que o NANOVEA O T100 Tribômetro equipado com um controlador de umidade é uma ferramenta ideal para investigar a resistência ao desgaste de revestimentos de vidro autolimpantes em diferentes graus de umidade.

NANOVEA

T100

Tribômetro Pneumático Compacto T100

PROCEDIMENTOS DE TESTE

As lâminas do microscópio de vidro soda cálcica foram revestidas com revestimentos de vidro autolimpantes com duas receitas de tratamento diferentes. Estes dois revestimentos são identificados como Revestimento 1 e Revestimento 2. Uma lâmina de vidro nu não revestido também é testada para comparação.


NANOVEA Tribômetro equipado com um módulo de controle de umidade foi utilizado para avaliar o comportamento tribológico, por exemplo, coeficiente de atrito, COF e resistência ao desgaste dos revestimentos de vidro autolimpantes. Uma ponta esférica de WC (6 mm de diâmetro) foi aplicada contra as amostras testadas. O COF foi registrado in situ. O controlador de umidade acoplado à tribocâmara controlou com precisão o valor da umidade relativa (UR) na faixa de ±1 %. A morfologia da trilha de desgaste foi examinada ao microscópio óptico após os testes de desgaste.

CARGA MÁXIMA 40 mN
RESULTADOS & DISCUSSÃO

Os testes de desgaste pin-on-disk em diferentes condições de umidade foram realizados sobre o vidro revestido e não revestido
amostras. O COF foi registrado in situ durante os testes de desgaste, como mostrado em FIGURA 1 e o COF médio está resumido em FIGURA 2. FIGURA 4 compara as faixas de desgaste após os testes de desgaste.


Como mostrado em FIGURA 1O vidro não revestido exibe um alto COF de ~0,45 uma vez que o movimento de deslizamento começa no 30% RH, e aumenta progressivamente para ~0,6 no final do teste de desgaste de 300 reversão. Em comparação, o
As amostras de vidro revestido Coating 1 e Coating 2 mostram um COF baixo abaixo de 0,2 no início do teste. O COF
de Coating 2 estabiliza em ~0,25 durante o resto do teste, enquanto Coating 1 exibe um aumento acentuado de COF em
~250 revoluções e o COF atinge um valor de ~0,5. Quando os testes de desgaste são realizados no 60% RH, o
O vidro não revestido ainda apresenta um COF mais alto de ~0,45 durante todo o teste de desgaste. Os revestimentos 1 e 2 exibem os valores de COF de 0,27 e 0,22, respectivamente. No 90% RH, o vidro não revestido possui um COF elevado de ~0,5 no final do teste de desgaste. Os revestimentos 1 e 2 exibem COF comparável de ~0,1 quando o teste de desgaste começa. O revestimento 1 mantém um COF relativamente estável de ~0,15. O revestimento 2, entretanto, falha em ~100 rotações, seguido por um aumento significativo de COF para ~0,5 no final do teste de desgaste.


O baixo atrito do revestimento de vidro autolimpante é causado por sua baixa energia superficial. Ele cria uma estática muito alta
ângulo de contato com a água e baixo ângulo de rolagem. Isto leva à formação de pequenas gotas de água na superfície do revestimento no 90% RH, como mostrado no microscópio em FIGURA 3. Também resulta na diminuição da média de COF de ~0,23 para ~0,15 para Revestimento 2 à medida que o valor de RH aumenta de 30% para 90%.

FIGURA 1: Coeficiente de atrito durante os testes pin-on-disk em diferentes humidades relativas.

FIGURA 2: Média de COF durante os testes pin-on-disk em diferentes humidades relativas.

FIGURA 3: Formação de pequenas gotículas de água sobre a superfície do vidro revestido.

FIGURA 4 compara as faixas de desgaste na superfície do vidro após os testes de desgaste em diferentes graus de umidade. O revestimento 1 exibe sinais de desgaste leve após os testes de desgaste no RH do 30% e 60%. Possui uma grande pista de desgaste após o teste no 90% RH, de acordo com o aumento significativo de COF durante o teste de desgaste. O revestimento 2 apresenta quase nenhum sinal de desgaste após os testes de desgaste tanto em ambiente seco quanto úmido, e também apresenta um COF baixo constante durante os testes de desgaste em diferentes graus de umidade. A combinação de boas propriedades tribológicas e baixa energia superficial torna o Coating 2 um bom candidato para aplicações de revestimento de vidro autolimpante em ambientes agressivos. Em comparação, o vidro não revestido mostra faixas de desgaste maiores e COF mais alto em diferentes humidades, demonstrando a necessidade da técnica de revestimento autolimpante.

FIGURA 4: Desgaste de trilhas após os testes pin-on-disk em diferentes humidades relativas (ampliação de 200x).

CONCLUSÃO

NANOVEA O T100 Tribometer é uma ferramenta superior para avaliação e controle de qualidade de revestimentos de vidro autolimpantes em diferentes condições de umidade. A capacidade de medição in-situ do COF permite aos usuários correlacionar diferentes estágios do processo de desgaste com a evolução do COF, o que é fundamental para melhorar a compreensão fundamental do mecanismo de desgaste e das características tribológicas dos revestimentos de vidro. Com base na análise tribológica abrangente sobre os revestimentos de vidro autolimpantes testados em diferentes condições de umidade, mostramos que o Coating 2 possui um COF baixo constante e resistência superior ao desgaste tanto em ambientes secos quanto úmidos, tornando-o um melhor candidato para aplicações de revestimentos de vidro autolimpantes expostos a diferentes intempéries.


NANOVEA Os tribômetros oferecem testes de desgaste e atrito precisos e repetíveis usando os modos rotativo e linear compatíveis com ISO e ASTM, com módulos opcionais de desgaste a alta temperatura, lubrificação e tribo-corrosão disponíveis em um sistema pré-integrado. O profiler 3D sem contato opcional está disponível para alta temperatura.
resolução 3D da pista de desgaste, além de outras medidas de superfície, como rugosidade. 

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Deformação Creep dos Polímeros usando Nanoindentação

Deformação Creep dos Polímeros usando Nanoindentação

Saiba mais

DEFORMAÇÃO POR DEFORMAÇÃO

DE POLÍMEROS QUE UTILIZAM A NANOINDENTAÇÃO

Preparado por

DUANJIE LIPhD

INTRODUÇÃO

Como materiais viscoelásticos, os polímeros muitas vezes sofrem uma deformação dependente do tempo sob uma certa carga aplicada, também conhecida como fluência. A fluência torna-se um fator crítico quando as peças poliméricas são projetadas para serem expostas a tensões contínuas, tais como componentes estruturais, uniões e encaixes, e recipientes de pressão hidrostática.

IMPORTÂNCIA DA MEDIÇÃO DE FLUÊNCIA PARA POLÍMETROS

A natureza inerente da viscoelasticidade desempenha um papel vital no desempenho dos polímeros e influencia diretamente a confiabilidade do seu serviço. As condições ambientais, como carga e temperatura, afetam o comportamento de fluência dos polímeros. As falhas por fluência ocorrem frequentemente devido à falta de atenção ao comportamento de fluência dependente do tempo dos materiais poliméricos usados sob condições de serviço específicas. Como resultado, é importante desenvolver um teste confiável e quantitativo dos comportamentos mecânicos viscoelásticos dos polímeros. O módulo Nano da NANOVEA Testadores Mecânicos aplica a carga com um piezo de alta precisão e mede diretamente a evolução da força e do deslocamento in situ. A combinação de precisão e repetibilidade torna-o uma ferramenta ideal para medição de fluência.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Nesta aplicação, mostramos que
o Testador Mecânico NANOVEA PB1000
em Nanoindentação O modo é uma ferramenta ideal
para o estudo das propriedades mecânicas viscoelásticas
incluindo dureza, módulo de Young
e rastejamento de materiais poliméricos.

NANOVEA

PB1000

nanoindenter e testador de arranhões Nanovea PB1000
CONDIÇÕES DE TESTE

Oito amostras diferentes de polímeros foram testadas pela técnica de nanoindentação usando o Testador Mecânico NANOVEA PB1000. Como a carga aumentou linearmente de 0 a 40 mN, a profundidade aumentou progressivamente durante a fase de carga. A deformação foi então medida pela mudança da profundidade de indentação na carga máxima de 40 mN durante 30 s.

CARGA MÁXIMA 40 mN
TAXA DE CARREGAMENTO
80 mN/min
TAXA DE DESLOCAÇÃO 80 mN/min
TEMPO DE CRÉDITO
30 s

TIPO INDENTER

Berkovich

Diamante

*instalação do teste de nanoindentação

RESULTADOS & DISCUSSÃO

O gráfico carga vs deslocamento dos testes de nanoindentação em diferentes amostras de polímeros é mostrado no FIGURA 1 e as curvas de fluência são comparadas no FIGURA 2. A dureza e o módulo de Young são resumidos no FIGURA 3, e a profundidade de fluência é mostrada no FIGURA 4. Como exemplos no FIGURA 1, as porções AB, BC e CD da curva de carga-deslocamento para a medição da nanoindentação representam os processos de carga, fluência e descarga, respectivamente.

Delrin e PVC apresentam a maior dureza de 0,23 e 0,22 GPa, respectivamente, enquanto o PEBD possui a menor dureza de 0,026 GPa entre os polímeros testados. Em geral, os polímeros mais duros apresentam menores taxas de deformação. O PEBD mais mole possui a maior profundidade de fluência de 798 nm, em comparação com ~120 nm para Delrin.

As propriedades de deslizamento dos polímeros são críticas quando eles são utilizados em peças estruturais. Medindo com precisão a dureza e a fluência dos polímeros, é possível obter uma melhor compreensão da confiabilidade dos polímeros dependente do tempo. A fluência, mudança do deslocamento em uma determinada carga, também pode ser medida em diferentes temperaturas elevadas e umidade usando o Equipamento de Teste Mecânico NANOVEA PB1000, fornecendo uma ferramenta ideal para medir quantitativamente e de forma confiável os comportamentos mecânicos viscoelásticos dos polímeros.
no ambiente de aplicação realista simulado.

FIGURA 1: As parcelas de carga vs deslocamento
de diferentes polímeros.

FIGURA 2: Rastejando a uma carga máxima de 40 mN durante 30 s.

FIGURA 3: Dureza e módulo de Young dos polímeros.

FIGURA 4: Profundidade de rastejamento dos polímeros.

CONCLUSÃO

Neste estudo, mostramos que o NANOVEA PB1000
O Testador mecânico mede as propriedades mecânicas de diferentes polímeros, incluindo a dureza, o módulo de Young e a fluência. Tais propriedades mecânicas são essenciais na seleção do material polimérico adequado para as aplicações pretendidas. Derlin e PVC apresentam a maior dureza de 0,23 e 0,22 GPa, respectivamente, enquanto o PEBD possui a menor dureza de 0,026 GPa entre os polímeros testados. Em geral, os polímeros mais duros exibem taxas mais baixas de fluência. O PEBD mais macio apresenta a maior profundidade de fluência de 798 nm, em comparação com ~120 nm para Derlin.

Os Ensaios Mecânicos NANOVEA fornecem módulos Nano e Micro multi-funcionais inigualáveis em uma única plataforma. Ambos os módulos Nano e Micro incluem os modos de teste de arranhões, teste de dureza e teste de desgaste, fornecendo a gama de testes mais selvagem e mais fácil de usar disponível em um único sistema.

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