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Topografia de superfície orgânica usando Perfilômetro 3D Portátil

TOPOGRAFIA DE SUPERFÍCIE ORGÂNICA

USANDO O PROFILÔMETRO PORTÁTIL 3D

Preparado por

CRAIG LEISING

INTRODUÇÃO

A natureza se tornou uma fonte vital de inspiração para o desenvolvimento de uma estrutura de superfície melhorada. A compreensão das estruturas de superfície encontradas na natureza levou a estudos de adesão baseados em pés de osga, estudos de resistência baseados em uma mudança textural de pepinos do mar e estudos de repelência baseados em folhas, entre muitos outros. Estas superfícies têm uma série de aplicações potenciais, desde biomédicas a vestuário e automotivas. Para que qualquer um destes avanços superficiais seja bem sucedido, técnicas de fabricação devem ser desenvolvidas para que as características da superfície possam ser imitadas e reproduzidas. É este processo que exigirá identificação e controle.

IMPORTÂNCIA DO PERFILADOR ÓPTICO PORTÁTIL 3D SEM CONTATO PARA SUPERFÍCIES ORGÂNICAS

Utilizando a tecnologia Chromatic Light, o NANOVEA Jr25 Portable Perfilador óptico tem capacidade superior para medir praticamente qualquer material. Isso inclui os ângulos únicos e íngremes, superfícies reflexivas e absorventes encontradas na ampla gama de características de superfície da natureza. As medições 3D sem contato fornecem uma imagem 3D completa para fornecer uma compreensão mais completa das características da superfície. Sem capacidades 3D, a identificação das superfícies da natureza dependeria apenas de informações 2D ou de imagens microscópicas, que não fornecem informações suficientes para imitar adequadamente a superfície estudada. Compreender toda a gama de características da superfície, incluindo textura, forma, dimensão, entre muitas outras, será fundamental para uma fabricação bem-sucedida.

A capacidade de obter facilmente resultados de qualidade de laboratório no campo abre as portas para novas oportunidades de pesquisa.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Nesta aplicação, o NANOVEA Jr25 é usado para medir a superfície de uma folha. Há uma lista infinita de parâmetros de superfície que podem ser calculados automaticamente após a varredura da superfície 3D.

Aqui vamos rever a superfície 3D e selecionar
áreas de interesse para análise posterior, incluindo
quantificando e investigando a rugosidade superficial, canais e topografia

NANOVEA

JR25

CONDIÇÕES DE TESTE

PROFUNDIDADE AO ABRIGO

Densidade média de sulcos: 16.471 cm/cm2
Profundidade média dos sulcos: 97.428 μm
Profundidade máxima: 359.769 μm

CONCLUSÃO

Nesta aplicação, mostramos como o NANOVEA O Profiler Óptico 3D portátil sem contato Jr25 pode caracterizar com precisão tanto a topografia quanto os detalhes da escala nanométrica de uma superfície foliar no campo. A partir destas medidas de superfície 3D, as áreas de interesse podem ser rapidamente identificadas e depois analisadas com uma lista de estudos intermináveis (Dimensão, Rugosidade Textura de acabamento, Topografia de forma, Planaridade de deformação, Área de volume, Passo-Altura e outros). Uma seção transversal 2D pode ser facilmente escolhida para analisar mais detalhes. Com estas informações, superfícies orgânicas podem ser amplamente investigadas com um conjunto completo de recursos de medição de superfície. Áreas especiais de interesse poderiam ter sido analisadas mais detalhadamente com o módulo AFM integrado nos modelos de mesa.

NANOVEA também oferece perfis portáteis de alta velocidade para pesquisa de campo e uma ampla gama de sistemas baseados em laboratório, bem como fornece serviços de laboratório.

AGORA, VAMOS FALAR SOBRE SUA APLICAÇÃO

Propriedades de adesão de revestimento de ouro sobre substrato de cristal de quartzo

Propriedades de aderência do revestimento de ouro

sobre Substrato de Cristal de Quartzo

Preparado por

DUANJIE LIPhD

INTRODUÇÃO

A Microbalança de Cristal de Quartzo (QCM) é um sensor de massa extremamente sensível capaz de fazer medições precisas de pequena massa na faixa de nanogramas. O QCM mede a variação de massa na superfície através da detecção de variações na freqüência de ressonância do cristal de quartzo com dois eletrodos afixados em cada lado da placa. A capacidade de medir peso extremamente pequeno o torna um componente chave em uma variedade de instrumentos industriais e de pesquisa para detectar e monitorar a variação de massa, adsorção, densidade e corrosão, etc.

IMPORTÂNCIA DO TESTE DE RASPAGEM PARA QCM

Como um dispositivo extremamente preciso, o QCM mede a mudança de massa até 0,1 nanograma. Qualquer perda de massa ou delaminação dos eletrodos na placa de quartzo será detectada pelo cristal de quartzo e causará erros de medição significativos. Como resultado, a qualidade intrínseca do revestimento do eletrodo e a integridade interfacial do sistema de revestimento/substrato desempenham um papel essencial na realização de medições de massa precisas e repetíveis. O teste de micro-risco é uma medida comparativa amplamente utilizada para avaliar a coesão relativa ou propriedades de adesão de revestimentos com base na comparação das cargas críticas nas quais as falhas aparecem. É uma ferramenta superior para o controle de qualidade confiável dos QCMs.

OBJETIVO DA MEDIÇÃO

Nesta aplicação, o NANOVEA Testador Mecânico, no modo Micro Scratch, é usado para avaliar a força coesiva e adesiva do revestimento de ouro no substrato de quartzo de uma amostra QCM. Gostaríamos de mostrar a capacidade do NANOVEA Testador mecânico na realização de testes de micro-risco em uma amostra delicada com alta precisão e repetibilidade.

NANOVEA

PB1000

CONDIÇÕES DE TESTE

O NANOVEA O Testador Mecânico PB1000 foi usado para realizar os testes de micro-risco em uma amostra de QCM usando os parâmetros de teste resumidos abaixo. Três arranhões foram realizados para garantir a reprodutibilidade dos resultados.

TIPO CARREGADO: Progressivo

CARGA INICIAL

0.01 N

CARGA FINAL

30 N

ATMOSPHERE: Ar 24°C

VELOCIDADE DE DESLIZAMENTO

2 mm/min

DISTÂNCIA DE DESLIZAMENTO

2 mm

RESULTADOS & DISCUSSÃO

A faixa completa de micro-riscas na amostra de QCM é mostrada em FIGURA 1. Os comportamentos de falha em diferentes cargas críticas são exibidos no FIGURA 2onde a carga crítica, LC1 é definida como a carga na qual o primeiro sinal de falha do adesivo ocorre na pista de raspagem, LC2 é a carga após a qual ocorrem falhas repetitivas do adesivo, e LC3 é a carga na qual o revestimento é completamente removido do substrato. Pode-se observar que a pequena lasca ocorre em LC1 de 11,15 N, o primeiro sinal de falha do revestimento. 

Como a carga normal continua a aumentar durante o teste de micro-risco, falhas repetitivas do adesivo ocorrem após o LC2 de 16,29 N. Quando LC3 de 19,09 N é alcançado, o revestimento delaminates completamente do substrato de quartzo. Tais cargas críticas podem ser usadas para comparar quantitativamente a resistência coesiva e adesiva do revestimento e selecionar o melhor candidato para aplicações específicas.

FIGURA 1: Pista de micro arranhões completa na amostra do QCM.

FIGURA 2: Micro raspador em diferentes cargas críticas.

FIGURA 3 traça a evolução do coeficiente de atrito e profundidade que pode fornecer mais informações sobre a progressão de falhas no revestimento durante o teste de micro-risco.

FIGURA 3: Evolução do COF e Profundidade durante o teste de micro-risco.

CONCLUSÃO

Neste estudo, mostramos que o NANOVEA O Testador Mecânico realiza testes confiáveis e precisos de micro arranhões em uma amostra de QCM. Ao aplicar cargas linearmente aumentadas de forma controlada e monitorada de perto, a medição de arranhões permite aos usuários identificar a carga crítica na qual ocorre a típica falha do revestimento coesivo e adesivo. Ela fornece uma ferramenta superior para avaliar e comparar quantitativamente a qualidade intrínseca do revestimento e a integridade interfacial do sistema de revestimento/substrato para QCM.

Os módulos Nano, Micro ou Macro do NANOVEA Todos os testes mecânicos incluem indentação em conformidade com ISO e ASTM, modos de teste de arranhões e desgaste, proporcionando a maior e mais amigável gama de testes disponíveis em um único sistema. NANOVEAA gama inigualável da Young é uma solução ideal para determinar a gama completa de propriedades mecânicas de revestimentos finos ou grossos, macios ou duros, filmes e substratos, incluindo dureza, módulo Young, resistência à fratura, aderência, resistência ao desgaste e muitos outros.

Além disso, um profiler 3D opcional sem contato e um módulo AFM estão disponíveis para imagens 3D de alta resolução de indentação, raspagem e pista de desgaste, além de outras medidas de superfície, tais como rugosidade e deformação.

AGORA, VAMOS FALAR SOBRE SUA APLICAÇÃO