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AR Categoria: Testes mecânicos
Um Olhar MELHOR sobre Lentes de Policarbonato
Um Olhar MELHOR sobre Lentes de Policarbonato
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As lentes de policarbonato são comumente usadas em muitas aplicações ópticas. Sua alta resistência ao impacto, baixo peso e custo baixo de produção de alto volume as torna mais práticas do que o vidro tradicional em várias aplicações [1].
Algumas dessas aplicações exigem critérios de segurança (por exemplo, óculos de proteção), complexidade (por exemplo, lentes Fresnel) ou durabilidade (por exemplo, lentes de semáforo) que são difíceis de atender sem o uso de plásticos. Sua capacidade de atender a muitos requisitos de forma barata, mantendo qualidades óticas suficientes, faz com que as lentes plásticas se destaquem em seu campo. As lentes de policarbonato também têm limitações. A principal preocupação dos consumidores é a facilidade com que eles podem ser arranhados. Para compensar isto, processos extras podem ser realizados para aplicar um revestimento anti-riscos.
A Nanovea analisa algumas propriedades importantes das lentes de plástico utilizando nossos três instrumentos de metrologia: Profilômetro, Tribômetroe Testador Mecânico.
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Teste de arranhões em filme fino multicamadas
Revestimentos amplamente utilizados em várias indústrias para preservar as camadas subjacentes, para criar dispositivos eletrônicos ou para melhorar as propriedades de superfície dos materiais. Devido a seus numerosos usos, os revestimentos são amplamente estudados, mas suas propriedades mecânicas podem ser difíceis de entender. A falha dos revestimentos pode ocorrer na faixa de micro/nanômetros da interação superfície-atmosfera, falha coesiva e má aderência do substrato à superfície. Um método consistente para testar falhas em revestimentos é o teste de arranhões. Aplicando uma carga progressivamente crescente, é possível comparar quantitativamente as falhas de coesivo (por exemplo, rachaduras) e adesivo (por exemplo, delaminação) dos revestimentos.
Análise Mecânica Dinâmica com Nanoindentação
A qualidade das rolhas depende muito de sua propriedade mecânica e física. Sua capacidade de vedação do vinho pode ser identificada como estes importantes fatores: flexibilidade, isolamento, resiliência e impermeabilidade a gases e líquidos. Ao realizar testes de análise mecânica dinâmica (DMA), suas propriedades de flexibilidade e resiliência podem ser aferidas com um método quantificável. Estas propriedades são caracterizadas com o Nanovea Mechanical Tester's Nanoindentaion na forma de módulo Young, módulo de armazenamento, módulo de perda e delta tan (tan (δ)). Outros dados que podem ser coletados dos testes DMA são deslocamento de fase, dureza, tensão e tensão do material.
Propriedades mecânicas dos revestimentos de pastilhas de carboneto de silício
A compreensão das propriedades mecânicas dos revestimentos de wafer de carboneto de silício é fundamental. O processo de fabricação de dispositivos microeletrônicos pode ter mais de 300 etapas de processamento diferentes e pode levar de seis a oito semanas. Durante este processo, o substrato do wafer deve ser capaz de suportar as condições extremas de fabricação, uma vez que uma falha em qualquer etapa resultaria na perda de tempo e dinheiro. Os testes de durezaA resistência à aderência/risco e a taxa de COF/desgaste do wafer devem atender a certos requisitos para sobreviver às condições impostas durante o processo de fabricação e aplicação para assegurar que uma falha não ocorrerá.
Propriedades mecânicas dos revestimentos de pastilhas de carboneto de silício
Teste de micro raspagem de revestimento polimérico
Teste de arranhões se desenvolveu para ser um dos métodos mais amplamente aplicados para avaliar a resistência coesiva e adesiva dos revestimentos. A carga crítica, na qual ocorre um certo tipo de falha do revestimento à medida que a carga aplicada aumenta progressivamente, é amplamente considerada como uma ferramenta confiável para determinar e comparar as propriedades adesivas e coesivas dos revestimentos. O indentro mais comumente usado para testes de arranhões é o indentro cônico de diamante Rockwell. Entretanto, quando o teste de raspagem é realizado no revestimento polimérico macio depositado em um substrato frágil como a pastilha de silício, o indentro cônico tende a arar através do revestimento formando ranhuras ao invés de criar rachaduras ou delaminação. A trinca da pastilha de silício quebradiça ocorre quando a carga aumenta ainda mais. Portanto, é vital desenvolver uma nova técnica para avaliar a coesão ou as propriedades de adesão de revestimentos macios em um substrato frágil.
ASTM D7187 Efeito da temperatura usando Nanoscratching
ASTM D7187, a resistência da tinta a arranhões e mares desempenha um papel vital em seu uso final. A pintura automotiva suscetível a arranhões torna difícil e dispendiosa a manutenção e o reparo. Diferentes arquiteturas de revestimento do primer, camada de base e camada transparente foram desenvolvidas para obter a melhor resistência a riscos/mar. Teste de Nanoscratch foi desenvolvido como um método de teste padrão para medir os aspectos mecanicistas do comportamento de arranhões/mar de revestimentos de pintura, conforme descrito na ASTM D7187. Diferentes mecanismos elementares de deformação, ou seja, deformação elástica, deformação plástica e fratura, ocorrem com diferentes cargas durante o teste de arranhão. Ele fornece uma avaliação quantitativa da resistência plástica e da resistência à fratura dos revestimentos de pintura.
Medição da fricção do revestimento de vidro com auto-limpeza
O revestimento de vidro autolimpante possui uma baixa energia superficial que repele tanto a água quanto os óleos. Tal revestimento cria uma superfície de vidro fácil de limpar e antiaderente que a protege contra sujeira, sujeira e manchas. O revestimento de fácil limpeza corta substancialmente o uso de água e energia na limpeza do vidro. Não requer detergentes químicos agressivos e tóxicos, tornando-a uma escolha ecológica para uma grande variedade de aplicações residenciais e comerciais, tais como espelhos, vidros de chuveiros, janelas e para-brisas.
Medição da fricção do revestimento de vidro com auto-limpeza
Nanoindentação Cíclica Medição de tensão-deformação
Nanoindentação Cíclica Medição de tensão-deformação
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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.
