TR 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
KO 
PL 
AR Aylık Arşivler: Nisan 2020
3D Profilometri ile Kompozit Malzeme Analizi
Kompozit Malzemeler İçin Temassız Profilometrinin Önemi
Kompozit malzemelerin takviye uygulamalarında mümkün olduğunca güçlü olması için kusurların en aza indirilmesi çok önemlidir. Anizotropik bir malzeme olarak, yüksek performans öngörülebilirliğini korumak için örgü yönünün tutarlı olması kritik önem taşır. Kompozit malzemeler en yüksek mukavemet/ağırlık oranlarından birine sahiptir ve bazı durumlarda çelikten daha güçlüdür. Kimyasal kırılganlığı ve termal genleşme etkilerini en aza indirmek için kompozitlerde açıkta kalan yüzey alanını sınırlamak önemlidir. Profilometri yüzey denetimi, uzun bir hizmet süresi boyunca güçlü performans sağlamak için kompozitlerin kalite kontrol üretimi için kritik öneme sahiptir.
Nanovea'nın 3D Temassız Profilometre dokunmatik problar veya interferometri gibi diğer yüzey ölçüm tekniklerinden farklıdır. Profilometrelerimiz neredeyse her yüzeyi ölçmek için eksenel kromatizmi kullanır ve açık evreleme, herhangi bir hazırlık gerektirmeden her boyuttaki numunelerin alınmasına olanak tanır. Nano aracılığıyla makro ölçümler, yüzey profili ölçümü sırasında numune yansıması veya emiliminden sıfır etkiyle elde edilir. Profilometrelerimiz herhangi bir malzemeyi kolayca ölçer: şeffaf, opak, aynasal, dağınık, cilalı ve pürüzlü, yazılım manipülasyonu olmadan yüksek yüzey açılarını ölçmeye yönelik gelişmiş yetenek ile. Temassız Profilometre tekniği, kompozit malzeme yüzey çalışmalarını en üst düzeye çıkarmak için ideal ve kullanıcı dostu bir yetenek sağlar; kombine 2D ve 3D yeteneğinin avantajlarıyla birlikte.
Ölçüm Hedefi
Bu uygulamada kullanılan Nanovea HS2000L Profilometre, karbon fiber kompozitlerin iki örgüsünün yüzeyini ölçmüştür. Kompozitleri karakterize etmek için yüzey pürüzlülüğü, örgü uzunluğu, izotropi, fraktal analiz ve diğer yüzey parametreleri kullanılmıştır. Ölçülen alan rastgele seçilmiş ve Nanovea'nın güçlü yüzey analiz yazılımı kullanılarak özellik değerlerinin karşılaştırılabileceği kadar büyük olduğu varsayılmıştır.
Sonuçlar ve Tartışma
Yüzey Analizi
Yükseklik parametreleri, kompozit parçaların düşük elyaf / matris oranı ile ne kadar pürüzlü olacağını belirler. Sonuçlarımız, işlem sonrası yüzey kalitesini belirlemek için farklı örgü türlerini ve kumaşı karşılaştırmaktadır. Aerodinamiğin söz konusu olabileceği uygulamalarda yüzey kalitesi kritik hale gelmektedir.
İzotropi
İzotropi, beklenen özellik değerlerini belirlemek için örgünün yönlülüğünü gösterir. Çalışmamız, çift yönlü kompozitin beklendiği gibi ~60% izotropik olduğunu göstermektedir. Bu arada, tek yönlü kompozit, güçlü tek elyaf yolu yönü elyafı nedeniyle ~13% izotropiktir.
Örgü Analizi
Örgü boyutu, kompozitte kullanılan elyafların paketlenme tutarlılığını ve genişliğini belirler. Çalışmamız, kaliteli parçalar sağlamak için örgü boyutunu mikron hassasiyetinde ne kadar kolay ölçebileceğimizi göstermektedir.
Doku Analizi
Baskın dalga boyunun doku analizi, her iki kompozit için lif boyutunun 4,27 mikron kalınlığında olduğunu göstermektedir. Elyaf yüzeyinin fraktal boyut analizi, elyafların bir matris içinde ne kadar kolay yerleşeceğini bulmak için pürüzsüzlüğü belirler. Tek yönlü elyafın fraktal boyutu çift yönlü elyaftan daha yüksektir ve bu da kompozitlerin işlenmesini etkileyebilir.
Sonuç
Bu uygulamada, Nanovea HS2000L Temassız Profilometre'nin kompozit malzemelerin lifli yüzeyini hassas bir şekilde karakterize ettiğini gösterdik. Yükseklik parametreleri, izotropi, doku analizi ve mesafe ölçümlerinin yanı sıra çok daha fazlası ile karbon fiber örgü tipleri arasındaki farkları ayırt ettik.
Profilometre yüzey ölçümlerimiz kompozit hasarı hassas ve hızlı bir şekilde azaltarak parçalardaki kusurları azaltır ve kompozit malzeme kapasitesini en üst düzeye çıkarır. Nanovea'nın 3D profilometre hızı, araştırma uygulamalarında yüksek hızlı denetim ihtiyaçlarına uygunluk için <1mm / s ila 500mm / s arasında değişmektedir. Nanovea profilometre çözümdür
her türlü kompozit ölçüm ihtiyacına cevap verir.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Nanoindentasyon ile Biyolojik Doku Sertlik Değerlendirmesi
Biyolojik Doku Nanoindentasyonunun Önemi
Geleneksel mekanik testler (sertlik, yapışma, sıkıştırma, delinme, akma dayanımı vb.), dokulardan kırılgan malzemelere kadar çok çeşitli gelişmiş malzemelerin bulunduğu günümüzün kalite kontrol ortamlarında daha fazla hassasiyet ve güvenilirlik gerektirir. Geleneksel mekanik enstrümantasyon, gelişmiş malzemeler için gereken hassas yük kontrolünü ve çözünürlüğü sağlayamamaktadır. Biyomalzemelerle ilgili zorluklar, son derece yumuşak malzemeler üzerinde doğru yük kontrolü yapabilen mekanik testlerin geliştirilmesini gerektirmektedir. Bu malzemeler, uygun özellik ölçümünü sağlamak için geniş derinlik aralığına sahip çok düşük mN altı test yükleri gerektirir. Buna ek olarak, birçok farklı mekanik test türü tek bir sistem üzerinde gerçekleştirilebilir ve bu da daha fazla işlevsellik sağlar. Bu, biyomalzemeler üzerinde çizilme direnci ve akma dayanımı hata noktalarına ek olarak sertlik, elastik modül, kayıp ve depolama modülü ve sürünme dahil olmak üzere bir dizi önemli ölçüm sağlar.
Ölçüm Hedefi
Bu uygulamada Nanovea'nın nanoindentasyon modundaki mekanik test cihazı, prosciutto'nun yağ, açık et ve koyu et bölgelerinde bir biyomalzeme ikamesinin 3 ayrı alanının sertliğini ve elastik modülünü incelemek için kullanılmıştır.
Nano indentasyon, ASTM E2546 ve ISO 14577 enstrümanlı indentasyon standartlarına dayanmaktadır. Bilinen geometriye sahip bir girinti ucunun, kontrollü artan normal yük ile test malzemesinin belirli bir bölgesine sürüldüğü yerleşik yöntemleri kullanır. Önceden ayarlanmış bir maksimum derinliğe ulaşıldığında, tamamen gevşeme gerçekleşene kadar normal yük azaltılır. Yük, bir piezo aktüatör tarafından uygulanır ve yüksek hassasiyetli bir yük hücresi ile kontrollü bir döngüde ölçülür. Deneyler sırasında numune yüzeyine göre indenter pozisyonu yüksek hassasiyetli kapasitif sensör ile izlenir. Elde edilen yük ve yer değiştirme eğrileri, test edilen malzemenin mekanik yapısına özgü veriler sağlar. Oluşturulan modeller, ölçülen verilerle kantitatif sertlik ve modül değerlerini hesaplar. Nanoindentasyon, nanometre ölçeklerinde düşük yük ve penetrasyon derinliği ölçümleri için uygundur.
Sonuçlar ve Tartışma
Aşağıdaki tablolar sertlik ve Young modülünün ölçülen değerlerini ortalamalar ve standart sapmalarla birlikte sunmaktadır. Yüksek yüzey pürüzlülüğü, küçük girinti boyutu nedeniyle sonuçlarda büyük değişikliklere neden olabilir.
Yağ bölgesi et bölgelerinin yaklaşık yarısı kadar sertliğe sahipti. Et muamelesi koyu renkli et alanının açık renkli et alanından daha sert olmasına neden olmuştur. Elastik modül ve sertlik, yağ ve et bölgelerinin ağızda hissedilen çiğnenebilirliği ile doğrudan ilişkilidir. Yağlı ve açık renkli et bölgeleri 60 saniye sonra koyu renkli ete göre daha yüksek oranda sünmeye devam etmiştir.
Detaylı Sonuçlar - Yağ
Detaylı Sonuçlar - Hafif Et
Detaylı Sonuçlar - Koyu Et
Sonuç
Bu uygulamada Nanovea'nın mekanik test cihazı nanoindentasyon modunda, yüksek numune yüzey pürüzlülüğünün üstesinden gelirken yağ ve et alanlarının mekanik özelliklerini güvenilir bir şekilde belirledi. Bu, Nanovea'nın mekanik test cihazının geniş ve eşsiz kapasitesini ortaya koydu. Sistem aynı anda son derece sert malzemeler ve yumuşak biyolojik dokular üzerinde hassas mekanik özellik ölçümleri sağlar.
Piezo tabla ile kapalı döngü kontrolündeki yük hücresi, sert veya yumuşak jel malzemelerin 1 ila 5kPa arasında hassas ölçümünü sağlar. Aynı sistemi kullanarak, biyomalzemeleri 400N'ye kadar daha yüksek yüklerde test etmek mümkündür. Yorulma testi için çok döngülü yükleme kullanılabilir ve düz silindirik bir elmas uç kullanılarak her bölgedeki akma dayanımı bilgileri elde edilebilir. Ayrıca, Dinamik Mekanik Analiz (DMA) ile viskoelastik özellikler kayıp ve depolama modülleri, kapalı döngü yük kontrolü kullanılarak yüksek doğrulukla değerlendirilebilir. Aynı sistem üzerinde çeşitli sıcaklıklarda ve sıvılar altında testler de yapılabilmektedir.
Nanovea'nın mekanik test cihazı biyolojik ve yumuşak polimer/jel uygulamaları için üstün bir araç olmaya devam ediyor.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Yüzey İşlemli Bakır Telin Aşınma ve Çizilme Değerlendirmesi
Bakır Tellerde Aşınma ve Çizilme Değerlendirmesinin Önemi
Bakır, elektromıknatıs ve telgrafın icadından bu yana elektrik kablolarında uzun bir kullanım geçmişine sahiptir. Bakır teller, korozyon direnci, lehimlenebilirliği ve 150°C'ye kadar yüksek sıcaklıklardaki performansı sayesinde paneller, sayaçlar, bilgisayarlar, iş makineleri ve cihazlar gibi çok çeşitli elektronik ekipmanlarda kullanılmaktadır. Çıkarılan tüm bakırın yaklaşık yarısı elektrik teli ve kablo iletkenlerinin üretiminde kullanılmaktadır.
Bakır tel yüzey kalitesi, uygulama hizmet performansı ve kullanım ömrü açısından kritik öneme sahiptir. Tellerdeki mikro kusurlar aşırı aşınmaya, çatlak oluşumuna ve yayılmasına, iletkenliğin azalmasına ve yetersiz lehimlenebilirliğe yol açabilir. Bakır tellerin uygun yüzey işlemi, tel çekme sırasında oluşan yüzey kusurlarını gidererek korozyon, çizilme ve aşınma direncini artırır. Bakır tellerin kullanıldığı birçok havacılık ve uzay uygulaması, beklenmedik ekipman arızalarını önlemek için kontrollü davranış gerektirir. Bakır tel yüzeyinin aşınma ve çizilme direncini doğru bir şekilde değerlendirmek için ölçülebilir ve güvenilir ölçümlere ihtiyaç vardır.
Ölçüm Hedefi
Bu uygulamada, farklı bakır tel yüzey işlemlerinin kontrollü bir aşınma sürecini simüle ediyoruz. Çizik testi işlenmiş yüzey katmanında arızaya neden olmak için gereken yükü ölçer. Bu çalışma Nanovea'yı tanıtıyor Tribometre ve Mekanik Test Cihazı elektrik kablolarının değerlendirilmesi ve kalite kontrolü için ideal araçlardır.
Test Prosedürü ve Prosedürler
Bakır teller üzerindeki iki farklı yüzey işleminin (Tel A ve Tel B) sürtünme katsayısı (COF) ve aşınma direnci, doğrusal ileri geri hareket eden bir aşınma modülü kullanılarak Nanovea tribometre ile değerlendirildi. Bir Al₂O₃ topu (6 mm çapında) bu uygulamada kullanılan karşı malzemedir. Aşınma izi Nanovea kullanılarak incelendi 3D temassız profilometre. Test parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir.
Bu çalışmada örnek olarak karşı malzeme olarak pürüzsüz bir Al₂O₃ bilyesi kullanılmıştır. Farklı şekil ve yüzey kalitesine sahip herhangi bir katı malzeme, gerçek uygulama durumunu simüle etmek için özel bir fikstür kullanılarak uygulanabilir.
Nanovea'nın Rockwell C elmas uç (100 μm yarıçap) ile donatılmış mekanik test cihazı, mikro çizik modunu kullanarak kaplanmış teller üzerinde aşamalı yük çizik testleri gerçekleştirdi. Çizik testi parametreleri ve uç geometrisi Tablo 2'de gösterilmiştir.
Sonuçlar ve Tartışma
Bakır telin aşınması:
Şekil 2, aşınma testleri sırasında bakır tellerin COF gelişimini göstermektedir. A teli aşınma testi boyunca ~0,4'lük sabit bir COF gösterirken, B teli ilk 100 devirde ~0,35'lik bir COF sergilemekte ve kademeli olarak ~0,4'e yükselmektedir.
Şekil 3, testlerden sonra bakır tellerin aşınma izlerini karşılaştırmaktadır. Nanovea'nın 3D temassız profilometresi, aşınma izlerinin ayrıntılı morfolojisinin üstün analizini sundu. Aşınma mekanizmasının temelden anlaşılmasını sağlayarak aşınma izi hacminin doğrudan ve doğru bir şekilde belirlenmesine olanak tanır. Tel B'nin yüzeyinde 600 devirlik bir aşınma testinden sonra belirgin aşınma izi hasarı var. Profilometrenin 3D görüntüsü, aşınma sürecini önemli ölçüde hızlandıran Tel B'nin yüzey işlemli katmanının tamamen çıkarıldığını göstermektedir. Bu, bakır alt tabakanın açıkta kaldığı Tel B üzerinde düzleştirilmiş bir aşınma izi bırakmıştır. Bu durum, Tel B'nin kullanıldığı elektrikli ekipmanların ömrünün önemli ölçüde kısalmasına neden olabilir. Buna karşılık, Tel A yüzeyde sığ bir aşınma izi ile gösterilen nispeten hafif bir aşınma sergilemektedir. A Teli üzerindeki yüzey işlemli katman, aynı koşullar altında B Teli üzerindeki katman gibi kalkmamıştır.
Bakır tel yüzeyinin çizilme direnci:
Şekil 4, test sonrasında teller üzerindeki çizik izlerini göstermektedir. Tel A'nın koruyucu tabakası çok iyi çizilme direnci sergilemektedir. Buna karşılık, Tel B'nin koruyucu tabakası ~1,0 N yükte başarısız olmuştur. Bu teller için çizilme direncindeki böylesine önemli bir fark, Tel A'nın önemli ölçüde gelişmiş aşınma direncine sahip olduğu aşınma performanslarına katkıda bulunur. Şekil 5'te gösterilen çizik testleri sırasında normal kuvvet, COF ve derinliğin gelişimi, testler sırasında kaplama arızası hakkında daha fazla bilgi sağlar.
Sonuç
Bu kontrollü çalışmada, yüzey işlemi görmüş bakır teller için aşınma direncinin nicel değerlendirmesini yapan Nanovea'nın tribometresini ve bakır tel çizilme direncinin güvenilir değerlendirmesini sağlayan Nanovea'nın mekanik test cihazını sergiledik. Tel yüzey işlemi, tellerin kullanım ömrü boyunca tribo-mekanik özelliklerinde kritik bir rol oynamaktadır. Tel A üzerindeki uygun yüzey işlemi, zorlu ortamlardaki elektrik tellerinin performansı ve ömrü açısından kritik öneme sahip olan aşınma ve çizilme direncini önemli ölçüde artırmıştır.
Nanovea'nın tribometresi, ISO ve ASTM uyumlu rotatif ve lineer modları kullanarak hassas ve tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar ve isteğe bağlı yüksek sıcaklıkta aşınma, yağlama ve tribo-korozyon modülleri önceden entegre edilmiş tek bir sistemde mevcuttur. Nanovea'nın eşsiz ürün yelpazesi, ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt tabakaların tüm tribolojik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür.
