Nota de aplicação | Análise de superfícies de fratura
Análise fractográfica de uma superfície de fratura de aço por perfilometria 3D
Medição 3D, da escala nano à macro, de uma superfície de aço fraturada como alternativa ao microscópio e ao MEV
Pesquisa e ensaios experimentais
Craig Leising
Design visual e edição
Andrew Shore
Introdução
A fractografia é o estudo das características das superfícies fraturadas e, historicamente, tem sido feita com microscópio ou MEV. Conforme o tamanho da característica, escolhe-se o microscópio (características macro) ou o MEV (características nano e micro) para a análise da superfície. Ambos permitem, em última instância, identificar o tipo de mecanismo de fratura. Embora eficaz, o microscópio tem limitações claras, e o MEV, na maioria dos casos, exceto na análise em nível atômico, é pouco prático para medir superfícies de fratura e tem uso mais restrito. Com os avanços da tecnologia de medição óptica, o perfilômetro 3D sem contato NANOVEA passou a ser considerado o instrumento de escolha, graças à sua capacidade de fornecer medições de superfície 2D & 3D da escala nano à macro.
Por que usar um perfilômetro 3D sem contato na inspeção de fraturas
Ao contrário de um MEV, um perfilômetro 3D sem contato mede praticamente qualquer superfície e tamanho de amostra com preparação mínima, oferecendo ao mesmo tempo dimensões verticais e horizontais superiores às de um MEV. Com um perfilômetro, características da escala nano à macro são capturadas numa única medição, sem nenhuma influência da refletividade da amostra. É fácil medir qualquer material: transparente, opaco, especular, difuso, polido, rugoso etc. O perfilômetro 3D sem contato oferece recursos amplos e fáceis de usar para aproveitar ao máximo os estudos de superfícies de fratura, por uma fração do custo de um MEV.
ℹ️ Saiba mais sobre os serviços de laboratório de perfilometria sem contato para análise de fraturas e falhas.
Objetivo da medição
Nesta aplicação, o NANOVEA ST400 é usado para medir a superfície fraturada de uma amostra de aço. Neste estudo, apresentamos uma área 3D, a extração de perfis 2D e o mapa direcional da superfície.
NANOVEA ST400 Standard
Perfilômetro óptico 3D
Resultados: superfície superior
Superfície superior: superfície 3D
Superfície superior: direção da textura 3D
| Parâmetro de textura | Valor |
|---|---|
| Isotropia | 51.26% |
| Primeira direção | 123.2° |
| Segunda direção | 116.3° |
| Terceira direção | 0.1725° |
Isotropia e direções da textura da superfície superior.
Superfície superior: extração de perfil 2D
Fig. 3: localização e perfil 2D extraído da superfície superior. Área superficial, volume, rugosidade e muitos outros parâmetros podem ser calculados automaticamente a partir dessa extração.
Resultados: superfície lateral
Superfície lateral: superfície 3D
Superfície lateral: direção da textura 3D
| Parâmetro de textura | Valor |
|---|---|
| Isotropia | 15.55% |
| Primeira direção | 0.1617° |
| Segunda direção | 110.5° |
| Terceira direção | 171.5° |
Isotropia e direções da textura da superfície lateral.
Superfície lateral: extração de perfil 2D
Fig. 6: localização e perfil 2D extraído da superfície lateral. Área superficial, volume, rugosidade e muitos outros parâmetros podem ser calculados automaticamente a partir dessa extração.
Conclusão
Nesta aplicação, mostramos como o perfilômetro 3D sem contato NANOVEA ST400 caracteriza com precisão a topografia completa (características nano, micro e macro) de uma superfície fraturada. A partir da área 3D, a superfície pode ser claramente identificada, e subáreas ou perfis/seções transversais podem ser extraídos rapidamente e analisados com uma lista interminável de cálculos de superfície. Características subnanométricas podem ser analisadas com mais detalhe com um módulo AFM integrado.
Além disso, a NANOVEA incluiu uma versão portátil em sua linha de perfilômetros, especialmente importante em estudos de campo nos quais a superfície de fratura não pode ser deslocada. Com essa ampla gama de recursos de medição de superfícies, a análise de superfícies de fratura nunca foi tão fácil e prática com um único instrumento.
Perguntas frequentes sobre fractografia e medição de superfícies de fratura
O que é fractografia?
Fractografia é o estudo das características das superfícies fraturadas, usado para identificar o mecanismo de fratura. Historicamente, é feita com microscópio óptico para características macro ou com MEV para características nano e micro.
Por que usar um perfilômetro 3D e não um MEV na análise de fraturas?
Um perfilômetro 3D sem contato mede praticamente qualquer superfície e tamanho de amostra com preparação mínima, captura características da escala nano à macro numa única medição sem nenhuma influência da refletividade e oferece dimensões verticais e horizontais superiores às de um MEV, por uma fração do custo.
O que a direção da textura mostra numa fratura?
O mapa de direção da textura indica as direções dominantes das características da superfície e a isotropia da superfície. Nesta fratura de aço, a superfície superior mediu 51,26% de isotropia com primeira direção de 123,2°, enquanto a superfície lateral mediu 15,55% de isotropia com primeira direção de 0,1617°.
O que se pode extrair de uma varredura 3D de uma superfície de fratura?
Subáreas, perfis 2D e seções transversais podem ser extraídos e analisados, e a área superficial, o volume, a rugosidade e muitos outros parâmetros são calculados automaticamente a partir da extração.
É possível medir superfícies de fratura em campo?
Sim. A NANOVEA oferece perfilômetros portáteis, especialmente úteis em estudos de campo nos quais a superfície de fratura não pode ser deslocada.
Qual instrumento NANOVEA foi usado neste estudo fractográfico?
O perfilômetro 3D sem contato NANOVEA ST400. Características subnanométricas podem ser analisadas com mais detalhe com um módulo AFM integrado.
