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Acabamento da superfície do painel do favo de mel com perfilometria 3D
INTRODUÇÃO
A rugosidade, porosidade e textura da superfície do painel alveolar são fundamentais para quantificar o design final do painel. Estas qualidades de superfície podem se correlacionar diretamente com a estética e as características funcionais da superfície do painel. Um melhor entendimento da textura e porosidade da superfície pode ajudar a otimizar o processamento e a fabricação da superfície do painel. Uma medição quantitativa, precisa e confiável da superfície do painel alveolar é necessária para controlar os parâmetros da superfície para aplicação e requisitos de pintura. Os sensores Nanovea 3D Non-Contact utilizam tecnologia cromática confocal única capaz de medir com precisão estas superfícies do painel.
OBJETIVO DA MEDIÇÃO
Neste estudo, a plataforma Nanovea HS2000 equipada com um Sensor de Linha de alta velocidade foi utilizada para medir e comparar dois painéis alveolares com diferentes acabamentos superficiais. Apresentamos o Nanovea perfilômetro sem contatoa capacidade de fornecer medições de perfil 3D rápidas e precisas e análise abrangente e aprofundada do acabamento da superfície.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Foram medidas as superfícies de duas amostras de painel alveolar com acabamento superficial variado, a saber, Amostra 1 e Amostra 2. A falsa cor e a vista 3D das superfícies da Amostra 1 e 2 são mostradas na Figura 3 e na Figura 4, respectivamente. Os valores de rugosidade e planicidade foram calculados pelo software de análise avançada e são comparados na Tabela 1. A amostra 2 apresenta uma superfície mais porosa em comparação com a amostra 1. Como resultado, a Amostra 2 possui uma rugosidade Sa maior de 14,7 µm, comparada com um valor Sa de 4,27 µm para a Amostra 1.
Os perfis 2D das superfícies do painel alveolar foram comparados na figura 5, permitindo aos usuários uma comparação visual da mudança de altura em diferentes locais da superfície da amostra. Podemos observar que a amostra 1 tem uma variação de altura de ~25 µm entre o pico mais alto e o local mais baixo do vale. Por outro lado, a Amostra 2 mostra vários poros profundos ao longo do perfil 2D. O software de análise avançada tem a capacidade de localizar e medir automaticamente a profundidade de seis poros relativamente profundos, como mostrado na tabela da Figura 4.b Amostra 2. O poro mais profundo entre os seis possui uma profundidade máxima de quase 90 µm (Passo 4).
Para investigar melhor o tamanho dos poros e a distribuição da Amostra 2, a avaliação da porosidade foi realizada e discutida na seção seguinte. A visão fatiada é mostrada na Figura 5 e os resultados estão resumidos na Tabela 2. Podemos observar que os poros, marcados na cor azul na Figura 5, têm uma distribuição relativamente homogênea na superfície da amostra. A área projetada dos poros constitui 18,9% de toda a superfície da amostra. O volume por mm² do total de poros é de ~0,06 mm³. Os poros têm uma profundidade média de 42,2 µm, e a profundidade máxima é de 108,1 µm.
CONCLUSÃO
Nesta aplicação, mostramos que a plataforma Nanovea HS2000 equipada com um sensor de linha de alta velocidade é uma ferramenta ideal para analisar e comparar o acabamento superficial de amostras de painel alveolar de forma rápida e precisa. As varreduras de profilometria de alta resolução pareadas com um avançado software de análise permitem uma avaliação abrangente e quantitativa do acabamento superficial das amostras do painel favo de mel.
Os dados mostrados aqui representam apenas uma pequena parte dos cálculos disponíveis no software de análise. Os Profilômetros Nanovea medem praticamente qualquer superfície para uma ampla gama de aplicações nas indústrias de Semicondutores, Microeletrônica, Solar, Fibras Ópticas, Automotiva, Aeroespacial, Metalúrgica, Usinagem, Revestimentos, Farmacêutica, Biomédica, Ambiental e muitas outras.
AGORA, VAMOS FALAR SOBRE SUA APLICAÇÃO
Medição de Relaxamento de Tensão usando Nanoindentação
INTRODUÇÃO
Os materiais viscoelásticos são caracterizados por possuírem propriedades tanto viscosas quanto elásticas. Estes materiais estão sujeitos a uma diminuição da tensão dependente do tempo (stress 'relaxation') sob tensão constante, levando a uma perda significativa da força de contato inicial. O relaxamento de tensão depende do tipo de material, da textura, da temperatura, da tensão inicial e do tempo. A compreensão do relaxamento de tensão é fundamental na seleção de materiais ideais que tenham a força e a flexibilidade (relaxamento) necessárias para aplicações específicas.
Importância da Medição do Relaxamento de Estresse
De acordo com a norma ASTM E328i, "Standard Test Methods for Stress Relaxation for Materials and Structures" (Métodos de teste padrão para relaxamento de tensão em materiais e estruturas), uma força externa é aplicada inicialmente em um material ou estrutura com um indentador até atingir uma força máxima predeterminada. Quando a força máxima é atingida, a posição do indentador é mantida constante nessa profundidade. Em seguida, a alteração na força externa necessária para manter a posição do indentador é medida em função do tempo. A dificuldade no teste de relaxamento de tensão é manter a profundidade constante. O testador mecânico da Nanovea nanoindentação O módulo mede com precisão o relaxamento da tensão aplicando um controle de loop fechado (feedback) da profundidade com um atuador piezoelétrico. O atuador reage em tempo real para manter a profundidade constante, enquanto a alteração na carga é medida e registrada por um sensor de carga altamente sensível. Esse teste pode ser realizado em praticamente todos os tipos de materiais sem a necessidade de requisitos rigorosos de dimensão da amostra. Além disso, vários testes podem ser realizados em uma única amostra plana para garantir a repetibilidade do teste
OBJETIVO DA MEDIÇÃO
Nesta aplicação, o módulo de nanoindentação do Nanovea Mechanical Tester mede o comportamento de relaxamento de tensão de uma amostra de acrílico e cobre. Mostramos que a Nanovea Testador Mecânico é uma ferramenta ideal para avaliar o comportamento viscoelástico dependente do tempo de materiais poliméricos e metálicos.
CONDIÇÕES DE TESTE
O relaxamento de tensão de uma amostra de acrílico e cobre foi medido pelo módulo de nanoindentação do Nanovea Mechanical Tester. Diferentes taxas de carga de indentação foram aplicadas variando de 1 a 10 µm/min. O relaxamento foi medido a uma profundidade fixa, uma vez atingida a carga máxima desejada. Um período de retenção de 100 segundos foi implementado a uma profundidade fixa e a mudança na carga foi registrada conforme o tempo de retenção transcorrido. Todos os testes foram realizados em condições ambientais (temperatura ambiente de 23 °C) e os parâmetros do teste de indentação estão resumidos na Tabela 1.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Figura 2 mostra a evolução do deslocamento e da carga em função do tempo durante a medição do relaxamento de tensão de uma amostra de acrílico e uma taxa de carga de indentação de 3 µm/min, como exemplo. A totalidade deste teste pode ser decomposta em três etapas: Carregamento, Relaxamento e Descarregamento. Durante a fase de Carregamento, a profundidade aumentou linearmente à medida que a carga aumentava progressivamente. O estágio de Relaxamento foi iniciado assim que a carga máxima foi atingida. Durante este estágio, uma profundidade constante foi mantida por 100 segundos usando o recurso de controle de profundidade do circuito fechado de feedback do instrumento e foi observado que a carga diminuiu ao longo do tempo. Todo o teste foi concluído com uma etapa de descarga a fim de remover o indentro da amostra de acrílico.
Testes adicionais de indentação foram conduzidos utilizando as mesmas taxas de carga indentada, mas excluindo um período de relaxamento (creep). Os lotes de carga vs. deslocamento foram adquiridos destes testes e foram combinados nos gráficos da Figura 3 para as amostras de acrílico e cobre. Como a taxa de carga indentada diminuiu de 10 para 1 µm/min, a curva de carga-deslocamento se deslocou progressivamente para profundidades de penetração mais altas tanto para Acrílico como para Cobre. Tal aumento de tensão dependente do tempo resulta do efeito de fluência viscoelástica dos materiais. Uma menor taxa de carga permite que um material viscoelástico tenha mais tempo para reagir à tensão externa que experimenta e para deformar de acordo...
A evolução da carga a uma tensão constante usando diferentes taxas de carga de recuo foram plotadas na Figura 4 para ambos os materiais testados. A carga diminuiu a uma taxa maior nos estágios iniciais da fase de relaxamento (período de retenção de 100 segundos) dos testes e diminuiu uma vez que o tempo de retenção atingiu ~50 segundos. Materiais viscoelásticos, tais como polímeros e metais, apresentam maior taxa de perda de carga quando são submetidos a taxas de carga de indentação mais altas. A taxa de perda de carga durante o relaxamento aumentou de 51,5 para 103,2 mN para Acrílico, e de 15,0 para 27,4 mN para Cobre, respectivamente, à medida que a taxa de carga de indentação aumentou de 1 para 10 µm/min, conforme resumido em Figura 5.
Como mencionado na Norma ASTM E328ii, o principal problema encontrado nos testes de relaxamento de estresse é a incapacidade do instrumento de manter uma tensão/profundidade constante. O Testador Mecânico Nanovea proporciona excelentes medições precisas de relaxamento de tensão devido a sua capacidade de aplicar um controle fechado de loop de realimentação da profundidade entre o atuador piezoelétrico de ação rápida e o sensor de profundidade do capacitor independente. Durante o estágio de relaxamento, o atuador piezoelétrico ajusta o indentro para manter sua constante restrição de profundidade em tempo real enquanto a mudança de carga é medida e registrada por um sensor de carga independente de alta precisão.
CONCLUSÃO
O relaxamento de tensão de uma amostra de acrílico e cobre foi medido usando o módulo de nanoindentação do Nanovea Mechanical Tester a diferentes taxas de carga. Uma profundidade máxima maior é atingida quando as reentrâncias são realizadas com taxas de carga menores devido ao efeito de rastejamento do material durante a carga. Tanto o acrílico quanto a amostra de cobre apresentam comportamento de relaxamento de tensão quando a posição de indentação a uma carga máxima alvo é mantida constante. Maiores mudanças na perda de carga durante a fase de relaxamento foram observadas para os testes com maiores taxas de carga de indentação.
O teste de relaxamento de tensão produzido pelo Nanovea Mechanical Tester mostra a capacidade dos instrumentos de quantificar e medir de forma confiável o comportamento viscoelástico dependente do tempo dos materiais de polímeros e metais. Ele possui um Nano e Micro módulos multifuncionais inigualáveis em uma única plataforma. Os módulos de controle de umidade e temperatura podem ser emparelhados com estes instrumentos para capacidades de testes ambientais aplicáveis a uma ampla gama de indústrias. Ambos os módulos Nano e Micro incluem testes de arranhões, testes de dureza e modos de testes de desgaste, proporcionando a mais ampla e mais amigável gama de capacidades de testes mecânicos disponíveis em um único sistema.
AGORA, VAMOS FALAR SOBRE SUA APLICAÇÃO
Entendendo as falhas no revestimento usando o teste de arranhões
Introdução:
A engenharia de superfície de materiais desempenha um papel significativo em uma variedade de aplicações funcionais, desde a aparência decorativa até a proteção dos substratos contra o desgaste, corrosão e outras formas de ataques. Um fator importante e primordial que determina a qualidade e a vida útil dos revestimentos é sua resistência coesiva e adesiva.
Digitalização de alta velocidade c/ perfilometria sem contato
Introdução:
Medições de superfície de configuração rápida e fácil economizam tempo e esforço e são essenciais para controle de qualidade, pesquisa e desenvolvimento e instalações de produção. A Nanovea Perfilômetro sem contato é capaz de realizar varreduras de superfície 3D e 2D para medir recursos de escala nano a macro em qualquer superfície, proporcionando ampla usabilidade.
Medição contínua da curva de Stribeck usando o Tribômetro Pin-on-Disk
Introdução:
Quando a lubrificação é aplicada para reduzir o desgaste/fricção das superfícies em movimento, o contato de lubrificação na interface pode mudar de vários regimes, tais como Limite, Lubrificação Mista e Hidrodinâmica. A espessura do filme fluido desempenha um papel importante neste processo, principalmente determinado pela viscosidade do fluido, a carga aplicada na interface e a velocidade relativa entre as duas superfícies. Como os regimes de lubrificação reagem ao atrito é mostrado no que é chamado de curva de Stribeck [1-4].
Neste estudo demonstramos pela primeira vez a capacidade de medir uma curva de Stribeck contínua. Usando o Nanovea Tribômetro controle avançado de velocidade sem etapas, de 15.000 a 0,01 rpm, em 10 minutos o software fornece diretamente uma curva de Stribeck completa. A configuração inicial simples exige apenas que os usuários selecionem o modo de rampa exponencial e insiram as velocidades inicial e final, em vez de ter que realizar vários testes ou programar um procedimento passo a passo em velocidades diferentes, exigindo a junção de dados para as medições convencionais da curva de Stribeck. Este avanço fornece dados precisos durante toda a avaliação do regime de lubrificantes e reduz substancialmente o tempo e o custo. O teste mostra um grande potencial para ser utilizado em diferentes aplicações de engenharia industrial.
Rugosidade da superfície e características de uma célula solar
Importância dos testes de painéis solares
A maximização da absorção de energia de uma célula solar é fundamental para a sobrevivência da tecnologia como um recurso renovável. As múltiplas camadas de revestimento e proteção de vidro permitem a absorção, transmissão e reflexão da luz que é necessária para que as células fotovoltaicas funcionem. Considerando que a maioria das células solares de consumo operam com eficiência de 15-18%, a otimização de sua produção de energia é uma batalha contínua.
Estudos demonstraram que a rugosidade da superfície desempenha um papel fundamental na reflexão da luz. A camada inicial de vidro deve ser o mais lisa possível para atenuar a reflexão da luz, mas as camadas subsequentes não seguem essa diretriz. É necessário um grau de rugosidade na interface de cada revestimento para aumentar a possibilidade de dispersão da luz em suas respectivas zonas de depleção e aumentar a absorção da luz na célula1. A otimização da rugosidade da superfície nessas regiões permite que a célula solar opere da melhor forma possível e, com o sensor de alta velocidade HS2000 da Nanovea, a medição da rugosidade da superfície pode ser feita de forma rápida e precisa.
Objetivo da medição
Neste estudo, mostraremos os recursos da Nanovea Profilômetro HS2000 com sensor de alta velocidade, medindo a rugosidade da superfície e as características geométricas de uma célula fotovoltaica. Para esta demonstração, será medida uma célula solar monocristalina sem proteção de vidro, mas a metodologia pode ser usada para várias outras aplicações.
Procedimento e procedimentos de teste
Os parâmetros de teste a seguir foram usados para medir a superfície da célula solar.
Resultados e Discussão
A figura abaixo mostra a falsa visão 2D da célula solar e uma área de extração da superfície com seus respectivos parâmetros de altura. Um filtro Gaussiano foi aplicado em ambas as superfícies e um índice mais agressivo foi usado para aplanar a área extraída. Isto exclui forma (ou ondulação) maior do que o índice de corte, deixando para trás características que representam a rugosidade da célula solar.
Um perfil foi tomado perpendicularmente à orientação das linhas de grade para medir suas características geométricas, que é mostrado abaixo. A largura da linha de grade, a altura do degrau e o passo podem ser medidos para qualquer local específico na célula solar.
Conclusão
Neste estudo pudemos mostrar a capacidade do Sensor de Linha HS2000 da Nanovea de medir a rugosidade superficial e as características de uma célula fotovoltaica monocristalina. Com a capacidade de automatizar medições precisas de múltiplas amostras e estabelecer limites de falhas, o sensor da linha HS2000 da Nanovea é a escolha perfeita para inspeções de controle de qualidade.
Referência
1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. "Influence of Surface Roughness on Optical Characteristics of Multilayer Solar Cells" Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, no. 6, 2014, pp. 631-638.
AGORA, VAMOS FALAR SOBRE SUA APLICAÇÃO
Comparação da gota de lubrificação utilizando o Nanovea T50 Tribometer
Importância das Soluções de Teste de Queda de Olhos
Soluções de gota ocular são utilizadas para aliviar os sintomas causados por uma série de problemas oculares. Por exemplo, elas podem ser usadas para tratar irritações oculares menores (por exemplo, ressecamento e vermelhidão), retardar o início do glaucoma ou tratar infecções. As soluções para gotas oculares vendidas sem receita médica são usadas principalmente para tratar a secura. Sua eficácia na lubrificação do olho pode ser comparada e medida com um teste de coeficiente de atrito.
Olhos secos podem ser causados por uma ampla gama de fatores, por exemplo, a tensão ocular do computador ou estar ao ar livre em condições climáticas extremas. Boas gotas lubrificantes para os olhos ajudam a manter e complementar a umidade na superfície externa dos olhos. Isto funciona para aliviar o desconforto, ardor ou irritação e vermelhidão associados aos olhos secos. Medindo o coeficiente de atrito (COF) de uma solução de colírio, sua eficiência lubrificante e como ela se compara a outras soluções podem ser determinadas.
Objetivo da medição
Neste estudo, o coeficiente de atrito (COF) de três soluções diferentes de gota de lubrificante foi medido usando o ajuste pino-a-disco no Nanovea T50 Tribometer.
Procedimento e procedimentos de teste
Um pino esférico de 6 mm de diâmetro feito de alumina foi aplicado a uma lâmina de vidro com cada solução de gota de olho atuando como o lubrificante entre as duas superfícies. Os parâmetros de teste utilizados para todos os experimentos estão resumidos na Tabela 1 abaixo.
Resultados e Discussão
Os valores máximo, mínimo e médio do coeficiente de atrito para as três diferentes soluções de gota ocular testadas estão tabulados na Tabela 2 abaixo. Os gráficos do COF v. Revoluções para cada solução de gota ocular estão representados nas Figuras 2-4. O COF durante cada teste permaneceu relativamente constante durante a maior parte da duração total do teste. A amostra A tinha a menor média de COF indicando que tinha as melhores propriedades de lubrificação.
Conclusão
Neste estudo, mostramos a capacidade do Nanovea T50 Tribometer em medir o coeficiente de atrito de soluções com três gotas oftálmicas. Com base nestes valores, mostramos que a amostra A tinha um coeficiente de atrito menor e, portanto, apresenta melhor lubrificação em comparação com as outras duas amostras.
Nanovea Tribômetros oferece testes de desgaste e fricção precisos e repetíveis usando módulos rotativos e lineares em conformidade com ISO e ASTM. Ele também fornece módulos opcionais de desgaste, lubrificação e tribocorrosão em alta temperatura, disponíveis em um sistema pré-integrado. Essa versatilidade permite aos usuários simular melhor o ambiente real de aplicação e melhorar a compreensão fundamental do mecanismo de desgaste e das características tribológicas de vários materiais.
AGORA, VAMOS FALAR SOBRE SUA APLICAÇÃO
Automação multi-risco de amostras similares usando o PB1000 Mechanical Tester
Introdução :
Os revestimentos são amplamente utilizados em várias indústrias devido às suas propriedades funcionais. A dureza de um revestimento, resistência à erosão, baixo atrito e alta resistência ao desgaste são apenas algumas das muitas propriedades que tornam os revestimentos importantes. Um método comumente utilizado para quantificar estas propriedades é o teste de arranhões, o que permite uma medição repetida das propriedades adesivas e/ou coesivas de um revestimento. Comparando as cargas críticas nas quais ocorre a falha, as propriedades intrínsecas de um revestimento podem ser avaliadas.
Comparação do desgaste por abrasão em ganga
Introdução
A forma e a função de um tecido é determinada por sua qualidade e durabilidade. O uso diário dos tecidos causa desgaste no material, por exemplo, empilhamento, penugem e descoloração. A qualidade subpar do tecido usado para vestuário pode muitas vezes levar à insatisfação do consumidor e danificar a marca.
A tentativa de quantificar as propriedades mecânicas dos tecidos pode representar muitos desafios. A estrutura do fio e até mesmo a fábrica em que foi produzido pode resultar em reprodutibilidade deficiente dos resultados dos testes. Tornando difícil a comparação de resultados de testes de diferentes laboratórios. A medição do desempenho de desgaste dos tecidos é fundamental para os fabricantes, distribuidores e varejistas na cadeia de produção têxtil. Uma medição bem controlada e reprodutível da resistência ao desgaste é crucial para garantir um controle de qualidade confiável do tecido.
Clique para ler a nota de aplicação completa!
Desgaste Rotativo ou Linear e COF? (Um estudo abrangente usando o Nanovea Tribometer)
Desgaste é o processo de remoção e deformação do material em uma superfície como resultado da ação mecânica da superfície oposta. É influenciado por uma variedade de fatores, incluindo deslizamento unidirecional, rolamento, velocidade, temperatura e muitos outros. O estudo do desgaste, tribologia, abrange muitas disciplinas, desde física e química até engenharia mecânica e ciência dos materiais. A natureza complexa do desgaste requer estudos isolados sobre mecanismos ou processos de desgaste específicos, como desgaste adesivo, desgaste abrasivo, fadiga superficial, desgaste por atrito e desgaste erosivo. No entanto, o “Desgaste Industrial” geralmente envolve múltiplos mecanismos de desgaste que ocorrem em sinergia.
Os testes de desgaste linear alternativo e rotativo (pino no disco) são duas configurações amplamente utilizadas em conformidade com ASTM para medir comportamentos de desgaste por deslizamento de materiais. Como o valor da taxa de desgaste de qualquer método de teste de desgaste é frequentemente usado para prever a classificação relativa das combinações de materiais, é extremamente importante confirmar a repetibilidade da taxa de desgaste medida usando diferentes configurações de teste. Isso permite que os usuários considerem cuidadosamente o valor da taxa de desgaste relatado na literatura, o que é fundamental para a compreensão das características tribológicas dos materiais.
