TR 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
KO 
PL 
AR Aylık Arşivler: Şubat 2020
DLC Kaplama Tribolojisi Üzerinde Nem Etkisi
Nemde DLC'de Aşınma Değerlendirmesinin Önemi
Elmas benzeri karbon (DLC) kaplamalar, mükemmel aşınma direnci ve çok düşük sürtünme katsayısı (COF) gibi gelişmiş tribolojik özelliklere sahiptir. DLC kaplamalar farklı malzemeler üzerine uygulandığında elmas özellikleri kazandırır. Uygun tribo-mekanik özellikler, DLC kaplamalarını havacılık parçaları, tıraş bıçakları, metal kesme aletleri, rulmanlar, motosiklet motorları ve tıbbi implantlar gibi çeşitli endüstriyel uygulamalarda tercih edilir hale getirir.
DLC kaplamalar, yüksek vakum ve kuru koşullar altında çelik bilyelere karşı çok düşük COF (0,1'in altında) sergiler12. Bununla birlikte, DLC kaplamalar çevresel koşullardaki değişikliklere, özellikle de bağıl neme (RH) karşı hassastır3. Yüksek nem ve oksijen konsantrasyonuna sahip ortamlar COF'de önemli artışa neden olabilir4. Kontrollü nemde güvenilir aşınma değerlendirmesi, tribolojik uygulamalar için DLC kaplamaların gerçekçi çevresel koşullarını simüle eder. Kullanıcılar hedef uygulamalar için en iyi DLC kaplamalarını doğru karşılaştırmayla seçerler
Farklı neme maruz kalan DLC aşınma davranışlarının.
Ölçüm Hedefi
Bu çalışma Nanovea'yı tanıtıyor Tribometre Nem kontrol cihazıyla donatılmış bu cihaz, çeşitli bağıl nem koşullarında DLC kaplamaların aşınma davranışını araştırmak için ideal bir araçtır.
Test Prosedürü
DLC kaplamaların sürtünme ve aşınma direnci Nanovea Tribometer ile değerlendirildi. Test parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir. Tribo odasına takılan bir nem kontrol cihazı, bağıl nemi (RH) ±1% doğrulukla hassas bir şekilde kontrol etti. Testler sonrasında DLC kaplamalardaki aşınma izleri ve SiN toplarındaki aşınma izleri optik mikroskop kullanılarak incelendi.
Not: Yağlayıcı veya yüksek sıcaklık gibi çevresel koşullar altında farklı malzeme bağlantısının performansını simüle etmek için herhangi bir katı bilye malzemesi uygulanabilir.
Sonuçlar ve Tartışma
DLC kaplamalar, düşük sürtünmeleri ve üstün aşınma dirençleri nedeniyle tribolojik uygulamalar için mükemmeldir. DLC kaplama sürtünmesi Şekil 2'de gösterilen neme bağlı davranış sergilemektedir. DLC kaplama, nispeten kuru koşullarda (10% RH) aşınma testi boyunca ~0,05'lik çok düşük bir COF gösterir. RH 30%'ye yükseldikçe DLC kaplama test sırasında ~0,1'lik sabit bir COF sergiler. RH 50%'nin üzerine çıktığında COF'un ilk çalışma aşaması ilk 2000 devirde gözlemlenir. DLC kaplama 50, 70 ve 90% bağıl nemde sırasıyla ~0.20, ~0.26 ve ~0.33 maksimum COF gösterir. Alıştırma döneminin ardından, DLC kaplama COF'si 50, 70 ve 90% RH'de sırasıyla ~0.11, 0.13 ve 0.20'de sabit kalır.
Şekil 3'te SiN bilye aşınma izleri ve Şekil 4'te aşınma testlerinden sonra DLC kaplama aşınma izleri karşılaştırılmaktadır. DLC kaplama düşük nemli bir ortama maruz kaldığında aşınma izinin çapı daha küçük olmuştur. Temas yüzeyinde tekrarlayan kayma işlemi sırasında SiN bilye yüzeyinde transfer DLC tabakası birikir. Bu aşamada DLC kaplama, bağıl hareketi kolaylaştırmak ve kesme deformasyonunun neden olduğu daha fazla kütle kaybını sınırlamak için etkili bir yağlayıcı görevi gören kendi transfer katmanına karşı kayar. Düşük bağıl nem ortamlarında (örn. 10% ve 30%) SiN bilyenin aşınma izinde bir transfer filmi gözlemlenir ve bu da bilye üzerinde yavaşlatılmış bir aşınma sürecine neden olur. Bu aşınma süreci Şekil 4'te gösterildiği gibi DLC kaplamanın aşınma izi morfolojisine de yansımaktadır. DLC kaplama, temas arayüzünde sürtünmeyi ve aşınma oranını önemli ölçüde azaltan stabil bir DLC transfer filmi oluşumu nedeniyle kuru ortamlarda daha küçük bir aşınma izi sergiler.
Sonuç
Nem, DLC kaplamaların tribolojik performansında hayati bir rol oynar. DLC kaplama, kayan muadilinin (bu çalışmada bir SiN topu) üzerine aktarılan stabil bir grafit tabakasının oluşması nedeniyle kuru koşullarda önemli ölçüde arttırılmış aşınma direncine ve üstün düşük sürtünmeye sahiptir. DLC kaplama, göreceli hareketi kolaylaştırmak ve kayma deformasyonunun neden olduğu daha fazla kütle kaybını sınırlamak için etkili bir yağlayıcı görevi gören kendi transfer katmanına doğru kayar. Artan bağıl nem ile SiN bilyesi üzerinde bir film gözlemlenmez, bu da SiN bilyası ve DLC kaplaması üzerinde aşınma oranının artmasına neden olur.
Nanovea Tribometre, önceden entegre edilmiş tek bir sistemde isteğe bağlı nem modülleri ile ISO ve ASTM uyumlu döner ve doğrusal modları kullanarak tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar. Kullanıcıların çalışma ortamını farklı nem koşullarında simüle etmelerine olanak tanıyarak, kullanıcılara farklı çalışma koşulları altında malzemelerin tribolojik davranışlarını niceliksel olarak değerlendirmek için ideal bir araç sağlar.
Nanovea Tribometre ve Laboratuvar Hizmeti Hakkında Daha Fazla Bilgi Edinin
1 C. Donnet, Surf. Kaplama. Technol. 100-101 (1998) 180.
2 K. Miyoshi, B. Pohlchuck, K.W. Street, J.S. Zabinski, J.H. Sanders, A.A. Voevodin, R.L.C. Wu, Wear 225-229 (1999) 65.
3 R. Gilmore, R. Hauert, Surf. Kaplama. Technol. 133-134 (2000) 437.
4 R. Memming, H.J. Tolle, P.E. Wierenga, Thin Solid Coatings 143 (1986) 31
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Temassız Profilometri ile Bir Penny'nin 3D Yüzey Analizi
Madeni Paralar için Temassız Profilometrinin Önemi
Para birimi modern toplumda oldukça değerlidir çünkü mal ve hizmet karşılığında alınıp satılmaktadır. Madeni para ve kağıt banknotlar birçok insanın elinde dolaşıyor. Fiziksel para biriminin sürekli transferi yüzey deformasyonuna neden olur. Nanovea'nın 3D'si Profilometre yüzey farklılıklarını araştırmak için farklı yıllarda basılan madeni paraların topografyasını tarar.
Madeni para özellikleri, ortak nesneler olduğundan halk tarafından kolayca tanınabilir. Nanovea'nın Gelişmiş Yüzey Analiz Yazılımı Mountains 3D'nin gücünü tanıtmak için bir kuruş idealdir. 3D Profilometremiz ile toplanan yüzey verileri, yüzey çıkarma ve 2D kontur çıkarma ile karmaşık geometri üzerinde yüksek düzeyde analizlere olanak tanır. Kontrollü bir maske, damga veya kalıpla yüzey çıkarma, üretim süreçlerinin kalitesini karşılaştırırken, kontur çıkarma, boyut analiziyle toleransları tanımlar. Nanovea'nın 3D Profilometer ve Mountains 3D yazılımı, paralar gibi görünüşte basit nesnelerin mikron altı topografyasını araştırıyor.
Ölçüm Hedefi
Beş peninin tüm üst yüzeyi Nanovea'nın Yüksek Hızlı Çizgi Sensörü kullanılarak taranmıştır. Her bir kuruşun iç ve dış yarıçapı Mountains Gelişmiş Analiz Yazılımı kullanılarak ölçüldü. Doğrudan yüzey çıkarma ile ilgilenilen bir alandaki her bir kuruş yüzeyinden bir çıkarma, yüzey deformasyonunu ölçtü.
Sonuçlar ve Tartışma
3D Yüzey
Nanovea HS2000 profilometre, bir kuruşun yüzeyini elde etmek için 10um x 10um adım boyutuyla 20mm x 20mm'lik bir alanda 4 milyon noktayı taramak için sadece 24 saniye sürdü. Aşağıda taramanın yükseklik haritası ve 3D görselleştirmesi yer almaktadır. 3D görünüm, Yüksek Hızlı sensörün gözle görülemeyen küçük ayrıntıları yakalama becerisini göstermektedir. Kuruşun yüzeyinde birçok küçük çizik görülebiliyor. 3D görünümde görülen madeni paranın dokusu ve pürüzlülüğü incelenmiştir.
Boyutsal Analiz
Kurşunun konturları çıkarılmış ve boyutsal analizle kenar özelliğinin iç ve dış çapları elde edilmiştir. Dış yarıçapın ortalaması 9,500 mm ± 0,024 iken iç yarıçapın ortalaması 8,960 mm ± 0,032'dir. Mountains 3D'nin 2D ve 3D veri kaynakları üzerinde yapabileceği diğer boyutsal analizler mesafe ölçümleri, basamak yüksekliği, düzlemsellik ve açı hesaplamalarıdır.
Yüzey Çıkarma
Şekil 5, yüzey çıkarma analizi için ilgi alanını göstermektedir. Dört eski kuruş için referans yüzey olarak 2007 kuruşu kullanılmıştır. Yüzeyden 2007 kuruşunun yüzeyinin çıkarılması delikli/çıkıntılı kuruşlar arasındaki farkları göstermektedir. Toplam yüzey hacmi farkı, deliklerin/çıkıntıların hacimlerinin toplanmasıyla elde edilir. RMS hatası, kuruş yüzeylerinin birbirlerine ne kadar yakın olduğunu ifade eder.
Sonuç
Nanovea'nın Yüksek Hızlı HS2000L'si farklı yıllarda basılmış beş madeni parayı taradı. Mountains 3D yazılımı, kontur çıkarma, boyutsal analiz ve yüzey çıkarma işlemlerini kullanarak her bir madeni paranın yüzeylerini karşılaştırdı. Analiz, yüzey özelliği farklılıklarını doğrudan karşılaştırırken bozuk paralar arasındaki iç ve dış yarıçapı net bir şekilde tanımlar. Nanovea'nın 3D profilometresinin her türlü yüzeyi nanometre düzeyinde çözünürlükle ölçme yeteneği, Mountains 3D analiz yetenekleriyle birleştiğinde, olası Araştırma ve Kalite Kontrol uygulamaları sınırsızdır.
