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AR Categoria: Testes de laboratório
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.
Falha no revestimento do Stent com ranhuras usando o teste de Nano Raspadinha
O stent de elusão de drogas é uma nova abordagem na tecnologia de stents. Ele possui um revestimento de polímero biodegradável e biocompatível que libera medicamentos lenta e continuamente na artéria local para inibir o espessamento intimal e impedir que a artéria seja bloqueada novamente. Uma das maiores preocupações é a delaminação do revestimento de polímero que transporta a camada de eluição de drogas do substrato metálico do stent. A fim de melhorar a aderência deste revestimento ao substrato, o stent é projetado em diferentes formas. Especificamente neste estudo, o revestimento de polímero se localiza no fundo da ranhura do fio da malha, o que traz um enorme desafio para a medição da adesão. Uma técnica confiável é necessária para medir quantitativamente a resistência interfacial entre o revestimento de polímero e o substrato metálico. A forma especial e o pequeno diâmetro da malha do stent (comparável a um cabelo humano) exigem precisão lateral X-Y ultrafina para localizar a posição de teste e controle e medição adequados da carga e profundidade durante o teste.
Falha no revestimento do Stent com ranhuras usando o teste de Nano Raspadinha
Nanoindentação de umidade controlada de filmes de polímero
As propriedades mecânicas do polímero são modificadas à medida que a umidade ambiental se eleva. Os efeitos transitórios da umidade, também conhecidos como efeitos mecano-sorptivos, surgem à medida que o polímero absorve um alto teor de umidade e experimenta um comportamento de deslizamento acelerado. A maior adesão à fluência é resultado de efeitos combinados complexos, tais como maior mobilidade molecular, envelhecimento físico induzido por sorção e gradientes de estresse induzidos por sorção.
Portanto, é necessário um teste confiável e quantitativo (Nanoindentação de umidade) da influência induzida pela sorção no comportamento mecânico de materiais poliméricos em diferentes níveis de umidade. O módulo Nano do Nanovea Mechanical Tester aplica a carga por um piezo de alta precisão e mede diretamente a evolução da força e do deslocamento. A umidade uniforme é criada ao redor da ponta de indentação e da superfície da amostra por um invólucro de isolamento, o que garante a precisão da medição e minimiza a influência do desvio causado pelo gradiente de umidade.
Desempenho de rigidez da escova usando o Tribômetro
As escovas estão entre as ferramentas mais básicas e amplamente utilizadas no mundo. Elas podem ser usadas para remover material (escova de dentes, escova arqueológica, escova de triturador de bancada), aplicar material (pincel, pincel de maquiagem, pincel de dourar), pentear filamentos, ou adicionar um padrão. Como resultado das forças mecânicas e abrasivas sobre eles, as escovas têm que ser constantemente substituídas após uso moderado. Por exemplo, as cabeças das escovas de dentes devem ser substituídas a cada três ou quatro meses por causa do desgaste em conseqüência do uso repetido. Tornar os filamentos de fibra da escova de dente muito rígidos corre o risco de desgastar o dente real em vez da placa bacteriana macia. Tornar as fibras da escova de dente muito macias faz com que a escova perca sua forma mais rapidamente. Entender a curva de mudança da escova, assim como o desgaste e a mudança geral de forma nos filamentos sob diferentes condições de carga é necessário para projetar escovas que melhor atendam à sua aplicação.
Tribologia de Baixa Temperatura
Uma medição confiável da tribologia de baixa temperatura, coeficiente de atrito estático e dinâmico, COF, bem como do comportamento de desgaste é necessária para entender melhor o desempenho tribológico dos materiais para aplicações abaixo de zero. Ela fornece uma ferramenta útil para correlacionar a propriedade friccional com a influência de vários fatores, tais como reações na interface, características de superfície intertravadas, coesão de filmes de superfície e até mesmo junções microscópicas de sólidos estáticos entre superfícies a baixas temperaturas.
Falha de Macro-Adesão do DLC
pedaços e rolamentos. Sob tais condições extremas, torna-se vital uma resistência coesiva e adesiva suficiente do sistema de revestimento/substrato. A fim de selecionar o melhor substrato metálico para a aplicação alvo e estabelecer um processo de revestimento consistente para DLC, é fundamental desenvolver uma técnica confiável para avaliar quantitativamente a coesão e a falha de aderência de diferentes sistemas de revestimento DLC.
Resistência coesiva e adesiva do DLC usando o teste de Macro-Risco
Dureza de Arranhão a Alta Temperatura usando Tribômetro
Os materiais são selecionados com base nas exigências do serviço. Para aplicações que envolvem mudanças significativas de temperatura e gradientes térmicos, é fundamental investigar as propriedades mecânicas dos materiais a altas temperaturas para estar plenamente ciente dos limites mecânicos. Os materiais, especialmente os polímeros, geralmente amolecem a altas temperaturas. Muitas falhas mecânicas são causadas pela deformação por fluência e fadiga térmica ocorrendo apenas a temperaturas elevadas. Portanto, uma técnica confiável para medir a dureza de arranhões a altas temperaturas é necessária para garantir uma seleção adequada dos materiais para aplicações a altas temperaturas.
Dureza de Arranhão a Alta Temperatura usando Tribômetro
Medição da dureza dos arranhões usando o Tribômetro
Neste estudo, a Nanovea Tribômetro é usado para medir a dureza dos arranhões de diferentes metais. O
capacidade de realizar medições de dureza de arranhões com alta precisão e reprodutibilidade faz
Nanovea Tribometer um sistema mais completo para avaliações tribológicas e mecânicas.
Propriedades Mecânicas e Tribológicas da Fibra de Carbono
Combinado com o teste de desgaste por Tribômetro e análise de superfície por Profilômetro 3D Óptico, nós
mostram a versatilidade e a precisão dos instrumentos Nanovea no teste de materiais compostos
com propriedades mecânicas direcionais.
Teste de Desgaste de Vidro com Monitoramento de Emissões Acústicas
O comportamento de desgaste de três tipos de vidro (vidro comum, vidro Galaxy S3 e vidro Sapphire revestido) é comparado de forma controlada e monitorada usando a Nanovea Tribômetro equipado com um detector de EA. Neste estudo, gostaríamos de mostrar a aplicação da detecção de EA durante o desgaste e sua correlação com a evolução do coeficiente de atrito (COF).
Teste de Desgaste de Vidro com Monitoramento de Emissões Acústicas
