ABD/GLOBAL: +1-949-461-9292
AVRUPA: +39-011-3052-794
tr_TR TR
tr_TR TR en_US EN es_MX ES de_DE DE fr_FR FR it_IT IT zh_CN ZH ja JA pt_BR PT ko_KR KO pl_PL PL ar AR
BİZE ULAŞIN

Aylık Arşivler: Haziran 2023

PTFE Kaplama Aşınma Testi

PTFE KAPLAMA AŞINMA TESTİ

TRİBOMETRE VE MEKANİK TEST CİHAZININ KULLANILMASI

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE LI, PhD

GİRİŞ

Yaygın olarak Teflon olarak bilinen politetrafloroetilen (PTFE), uygulanan yüklere bağlı olarak son derece düşük sürtünme katsayısına (COF) ve mükemmel aşınma direncine sahip bir polimerdir. PTFE, üstün kimyasal inertlik, 327°C (620°F) yüksek erime noktası sergiler ve düşük sıcaklıklarda yüksek mukavemet, tokluk ve kendi kendini yağlamayı korur. PTFE kaplamaların olağanüstü aşınma direnci, onları otomotiv, havacılık, medikal ve özellikle pişirme kapları gibi çok çeşitli endüstriyel uygulamalarda aranır kılar.

PTFE KAPLAMALARININ NİCEL DEĞERLENDİRMESİNİN ÖNEMİ

Süper düşük sürtünme katsayısı (COF), mükemmel aşınma direnci ve yüksek sıcaklıklarda istisnai kimyasal eylemsizlik kombinasyonu, PTFE'yi yapışmaz tava kaplamaları için ideal bir seçim haline getirir. Ar-Ge sırasında mekanik süreçlerini daha da geliştirmek ve Kalite Kontrol sürecinde arıza önleme ve güvenlik önlemleri üzerinde optimum kontrol sağlamak için, PTFE kaplamaların tribomekanik süreçlerini değerlendiren güvenilir bir tekniğe sahip olmak çok önemlidir. Kaplamaların yüzey sürtünmesi, aşınması ve yapışması üzerinde hassas kontrol, amaçlanan performanslarını sağlamak için esastır.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada, bir yapışmaz tava için bir PTFE kaplamanın aşınma süreci, lineer ileri geri hareket modunda NANOVEA Tribometer kullanılarak simüle edilmiştir.

NANOVEA T50

Kompakt Serbest Ağırlık Tribometresi

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN

Ek olarak, PTFE kaplama yapışma hatasının kritik yükünü belirlemek için bir mikro çizik yapışma testi gerçekleştirmek için NANOVEA Mekanik Test Cihazı kullanıldı.

NANOVEA PB1000

Büyük Platformlu Mekanik Test Cihazı

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN

TEST PROSEDÜRÜ

AŞINMA TESTİ

BİR TRİBOMETRE KULLANARAK DOĞRUSAL KARŞILAŞTIRMALI AŞINMA

Sürtünme katsayısı (COF) ve aşınma direnci dahil olmak üzere PTFE kaplama numunesinin tribolojik davranışı NANOVEA kullanılarak değerlendirildi. Tribometre doğrusal ileri geri hareket modunda. Kaplamaya karşı 3 mm çapında (Sınıf 100) Paslanmaz Çelik 440 bilya ucu kullanıldı. COF, PTFE kaplama aşınma testi sırasında sürekli olarak izlendi.

 

Aşınma oranı K, K=V/(F×s)=A/(F×n) formülü kullanılarak hesaplandı; burada V aşınmış hacmi, F normal yükü, s kayma mesafesini, A ise aşınma izinin kesit alanı ve n, strok sayısıdır. Aşınma izi profilleri NANOVEA kullanılarak değerlendirildi Optik Profilometreve aşınma izi morfolojisi bir optik mikroskop kullanılarak incelendi.

AŞINMA TESTI PARAMETRELERI

YÜKLE 30 N
TEST SÜRESİ 5 dakika
KAYMA ORANI 80 devir
İZİN GENLİĞİ 8 mm
DEVRİMLER 300
KÜRESEL ÇAP 3 mm
KÜRESEL MALZEME Paslanmaz Çelik 440
YAĞLAYICI Hiçbiri
ATMOSFER Hava
SICAKLIK 230C (RT)
NEM 43%

TEST PROSEDÜRÜ

ÇİZİK TESTİ

MEKANİK TEST CİHAZI İLE MİKRO ÇİZİK YAPIŞMA TESTİ

PTFE çizik yapışma ölçümü NANOVEA kullanılarak yapıldı. Mekanik Test Cihazı Mikro Çizilme Test Cihazı Modunda 1200 Rockwell C elmas prob ucu (200 μm yarıçap) ile.

 

Sonuçların tekrar üretilebilirliğini sağlamak için, aynı test koşulları altında üç test gerçekleştirildi.

ÇIZIK TESTI PARAMETRELERI

YÜK TİPİ İlerici
İLK YÜK 0,01 mN
SON YÜK 20 mN
YÜKLEME ORANI 40 mN/dak
ÇİZİK UZUNLUĞU 3 mm
ÇİZME HIZI, dx/dt 6,0 mm/dak
GIRINTI GEOMETRISI 120o Rockwell C
GİRDİ MALZEMESİ (uç) Elmas
GIRINTI UCU YARIÇAPI 200 μm

SONUÇLAR & TARTIŞMA

BİR TRİBOMETRE KULLANARAK DOĞRUSAL KARŞILAŞTIRMALI AŞINMA

Yerinde kaydedilen COF, ŞEKİL 1'de gösterilmektedir. Test numunesi, PTFE'nin düşük yapışkanlığından dolayı ilk 130 devir sırasında ~0,18'lik bir COF sergiledi. Bununla birlikte, kaplama kırıldığında COF'da ~1'e ani bir artış oldu ve alttaki alt tabaka ortaya çıktı. Doğrusal ileri geri hareket testlerinin ardından aşınma izi profili NANOVEA kullanılarak ölçüldü Temassız Optik ProfilometreŞEKİL 2'de gösterildiği gibi. Elde edilen verilerden karşılık gelen aşınma oranı ~2,78 × 10-3 mm3/Nm olarak hesaplanırken aşınma izinin derinliği 44,94 µm olarak belirlendi.

NANOVEA T50 Tribometre üzerinde PTFE kaplama aşınma testi kurulumu.

ŞEKİL 1: PTFE kaplama aşınma testi sırasında COF'un gelişimi.

ŞEKİL 2: Aşınma izi PTFE'den profil çıkarma.

PTFE Atılımdan önce

Maksimum COF 0.217
Min COF 0.125
Ortalama COF 0.177

PTFE Atılımdan sonra

Maksimum COF 0.217
Min COF 0.125
Ortalama COF 0.177

TABLO 1: Aşınma testi sırasında atılımdan önce ve sonra COF.

SONUÇLAR & TARTIŞMA

MEKANİK TEST CİHAZI İLE MİKRO ÇİZİK YAPIŞMA TESTİ

PTFE kaplamanın alt tabakaya yapışması, 200 um'lik bir elmas prob ucu ile yapılan kazıma testleri kullanılarak ölçülür. Mikrograf ŞEKİL 3 ve ŞEKİL 4'te, COF Evrimi ve penetrasyon derinliği ŞEKİL 5'te gösterilmektedir. PTFE kaplama çizik testi sonuçları TABLO 4'te özetlenmiştir. Elmas prob ucu üzerindeki yük arttıkça, kademeli olarak kaplamaya nüfuz etti, COF'de bir artışa neden olur. ~8,5 N'lik bir yüke ulaşıldığında, kaplamanın kırılması ve alt tabakanın açığa çıkması yüksek basınç altında gerçekleşti ve ~0,3'lük yüksek bir COF'ye yol açtı. TABLO 2'de gösterilen düşük St Dev, NANOVEA Mekanik Test Cihazı kullanılarak yürütülen PTFE kaplama çizik testinin tekrarlanabilirliğini gösterir.

ŞEKİL 3: PTFE (10X) üzerindeki tüm çiziklerin mikrografı.

ŞEKİL 4: PTFE (10X) üzerindeki tüm çiziklerin mikrografı.

ŞEKİL 5: PTFE için kritik arıza noktası çizgisini gösteren sürtünme grafiği.

Çizik Başarısızlık Noktası [N] Sürtünme kuvveti (N] COF
1 0.335 0.124 0.285
2 0.337 0.207 0.310
3 0.380 0.229 0.295
Ortalama 8.52 2.47 0.297
st dev 0.17 0.16 0.012

TABLO 2: Çizilme testi sırasında Kritik Yük, Sürtünme Kuvveti ve COF'un Özeti.

SONUÇ

Bu çalışmada, doğrusal ileri geri hareket modunda NANOVEA T50 Tribometre kullanarak yapışmaz tavalar için bir PTFE kaplamanın aşınma sürecinin bir simülasyonunu gerçekleştirdik. PTFE kaplama, ~0.18 değerinde düşük bir COF sergiledi ve kaplama, yaklaşık 130 devirde bir atılım yaşadı. PTFE kaplamanın metal alt tabakaya yapışmasının kantitatif değerlendirmesi, bu testte kaplama yapışma hatasının kritik yükünü ~8,5 N olarak belirleyen NANOVEA Mekanik Test Cihazı kullanılarak yapıldı.

 

NANOVEA Tribometreler, ISO ve ASTM uyumlu döner ve doğrusal modları kullanarak hassas ve tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testi yetenekleri sunar. Hepsi tek bir sisteme entegre edilmiş yüksek sıcaklıkta aşınma, yağlama ve tribokorozyon için isteğe bağlı modüller sağlarlar. Bu çok yönlülük, kullanıcıların gerçek dünyadaki uygulama ortamlarını daha doğru bir şekilde simüle etmesine ve farklı malzemelerin aşınma mekanizmaları ve tribolojik özellikleri hakkında daha iyi bir anlayış kazanmasına olanak tanır.

 

NANOVEA Mekanik Test Cihazları, her biri ISO ve ASTM uyumlu girinti, çizik ve aşınma testi modları içeren Nano, Mikro ve Makro modüller sunarak tek bir sistemde mevcut olan en geniş ve en kullanıcı dostu test yetenekleri yelpazesini sunar.

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

Tribometre Kullanarak Döşemenin Aşamalı Aşınma Haritalaması

Döşemenin Aşamalı Aşınma Haritası

Entegre Profilometre ile Tribometre Kullanımı

Tarafından hazırlanmıştır

FRANK LIU

GİRİŞ

Zemin kaplama malzemeleri dayanıklı olacak şekilde tasarlanmıştır ancak genellikle hareket ve mobilya kullanımı gibi günlük aktivitelerden dolayı aşınma ve yıpranmaya maruz kalırlar. Uzun ömürlü olmalarını sağlamak için çoğu zemin kaplaması hasara karşı dayanıklı koruyucu bir aşınma katmanına sahiptir. Ancak aşınma tabakasının kalınlığı ve dayanıklılığı döşeme tipine ve yaya trafiğinin seviyesine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Ayrıca zemin yapısındaki UV kaplamalar, dekoratif katmanlar ve sır gibi farklı katmanların aşınma oranları da farklılık gösterir. Aşamalı aşınma haritalamanın devreye girdiği yer burasıdır. NANOVEA T2000 Tribometreyi entegre bir şekilde kullanmak 3D Temassız ProfilometreDöşeme malzemelerinin performansının ve ömrünün hassas bir şekilde izlenmesi ve analizi yapılabilir. Bilim insanları ve teknik profesyoneller, çeşitli zemin kaplama malzemelerinin aşınma davranışı hakkında ayrıntılı bilgi sağlayarak yeni zemin kaplama sistemlerini seçerken ve tasarlarken daha bilinçli kararlar verebilirler.

ZEMİN PANELLERİ İÇİN AŞAMALI AŞINMA HARİTALAMASININ ÖNEMİ

Zemin testleri geleneksel olarak aşınmaya karşı dayanıklılığını belirlemek için bir numunenin aşınma oranına odaklanmıştır. Ancak aşamalı aşınma haritalaması, test boyunca numunenin aşınma oranının analiz edilmesine olanak tanıyarak aşınma davranışı hakkında değerli bilgiler sağlar. Bu derinlemesine analiz, sürtünme verileri ile aşınma oranı arasında korelasyon kurulmasına olanak tanıyarak aşınmanın temel nedenlerini belirleyebilir. Aşınma oranlarının aşınma testleri boyunca sabit olmadığı unutulmamalıdır. Bu nedenle, aşınmanın ilerleyişini gözlemlemek numunenin aşınması hakkında daha doğru bir değerlendirme sağlar. Geleneksel test yöntemlerinin ötesine geçerek, aşamalı aşınma haritalamasının benimsenmesi, zemin testi alanında önemli ilerlemelere katkıda bulunmuştur.

Entegre 3D Temassız Profilometreye sahip NANOVEA T2000 Tribometre, aşınma testi ve hacim kaybı ölçümleri için çığır açan bir çözümdür. Pim ile profilometre arasında hassas bir şekilde hareket etme yeteneği, aşınma izi yarıçapındaki veya konumundaki herhangi bir sapmayı ortadan kaldırarak sonuçların güvenilirliğini garanti eder. Ancak hepsi bu kadar değil; 3D Temassız Profilometrenin gelişmiş özellikleri, yüksek hızlı yüzey ölçümlerine olanak tanıyarak tarama süresini yalnızca saniyelere indirir. 2.000 N'ye kadar yük uygulama ve 5.000 rpm'ye kadar eğirme hızlarına ulaşma kapasitesiyle NANOVEA T2000 Tribometre değerlendirme sürecinde çok yönlülük ve hassasiyet sunar. Bu ekipmanın aşamalı aşınma haritalamasında hayati bir rol oynadığı açıktır.

 

ŞEKİL 1: Aşınma testinden önce numune kurulumu (solda) ve aşınma izinin aşınma testi sonrası profilometrisi (sağda).

ÖLÇÜM HEDEFI

Aşamalı aşınma haritalama testi iki tip döşeme malzemesi üzerinde gerçekleştirilmiştir: taş ve ahşap. Her numune, zaman içindeki aşınmanın karşılaştırılmasına olanak tanıyan 2, 4, 8, 20, 40, 60 ve 120 saniyelik artan test süreleri ile toplam 7 test döngüsüne tabi tutulmuştur. Her test döngüsünden sonra, aşınma izinin profili NANOVEA 3D Temassız Profilometre kullanılarak çıkarılmıştır. Profilometre tarafından toplanan verilerden, deliğin hacmi ve aşınma oranı, NANOVEA Tribometer yazılımındaki veya yüzey analiz yazılımımız Mountains'deki entegre özellikler kullanılarak analiz edilebilir.

NANOVEA

T2000

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN
tribometre
aşınma haritalama test örnekleri ahşap ve taş

 ÖRNEKLER 

AŞINMA HARITALAMA TEST PARAMETRELERI

YÜKLE40 N
TEST SÜRESİdeğişir
HIZ200 rpm
RADIUS10 mm
MESAFEdeğişir
KÜRESEL MALZEMETungsten Karbür
KÜRESEL ÇAP10 mm

Yedi döngü boyunca kullanılan test süreleri şöyleydi 2, 4, 8, 20, 40, 60 ve 120 saniyesırasıyla. Kat edilen mesafeler 0.40, 0.81, 1.66, 4.16, 8.36, 12.55 ve 25.11 metre.

AŞINMA HARITALAMA SONUÇLARI

AHŞAP DÖŞEME

Test DöngüsüMaksimum COFMin COFAvg. COF
10.3350.1240.275
20.3370.2070.295
30.3800.2290.329
40.3930.2650.354
50.3520.2050.314
60.3450.1990.312
70.3150.2110.293

 

RADYAL YÖNLENDİRME

Test DöngüsüToplam Hacim Kaybı (µm3Toplam Mesafe
Seyahat Edilen (m)		Aşınma Oranı
(mm/Nm) x10-5		Anlık Aşınma Oranı
(mm/Nm) x10-5
12962476870.401833.7461833.746
23552452271.221093.260181.5637
35963713262.88898.242363.1791
48837477677.04530.629172.5496
5120717995115.40360.88996.69074
6147274531827.95293.32952.89311
7185131921053.06184.34337.69599
ahşap progresif aşınma oranı vs toplam mesafe

ŞEKİL 2: Kat edilen toplam mesafeye karşı aşınma oranı (solda)
ve ahşap döşeme için test döngüsüne karşı anlık aşınma oranı (sağda).

ahşap zemi̇ni̇n aşamali aşinma hari̇tasi

ŞEKİL 3: COF grafiği ve ahşap zemin üzerindeki #7 testinden aşınma izinin 3D görünümü.

aşınma haritası çıkarılmış profil

ŞEKİL 4: Test #7'den Ahşap Aşınma İzinin Kesit Analizi

aşamalı aşınma haritalama hacim ve alan analizi

ŞEKİL 5: Ahşap Numune Testi #7 üzerindeki Aşınma İzinin Hacim ve Alan Analizi.

Tüm sonuç detayları için buraya tıklayın.

AŞINMA HARITALAMA SONUÇLARI

TAŞ DÖŞEME

Test DöngüsüMaksimum COFMin COFAvg. COF
10.2490.0350.186
20.3490.1970.275
30.2940.1540.221
40.5030.1240.273
50.5480.1060.390
60.5100.1290.434
70.5270.1810.472

 

RADYAL YÖNLENDİRME

Test DöngüsüToplam Hacim Kaybı (µm3Toplam Mesafe
Seyahat Edilen (m)		Aşınma Oranı
(mm/Nm) x10-5		Anlık Aşınma Oranı
(mm/Nm) x10-5
1962788460.40595.957595.9573
28042897311.222475.1852178.889
313161478552.881982.355770.9501
431365302157.041883.2691093.013
51082173218015.403235.1802297.508
62017496034327.954018.2821862.899
74251206342053.064233.0812224.187
taş döşeme aşınma oranı vs mesafe
taş döşeme anlık aşınma oranı tablosu

ŞEKİL 6: Kat edilen toplam mesafeye karşı aşınma oranı (solda)
ve taş döşeme için test döngüsüne karşı anlık aşınma oranı (sağda).

taş zemin 3d aşınma izi profili

ŞEKİL 7: COF grafiği ve taş zemin üzerindeki #7 testinden aşınma izinin 3D görünümü.

taş zemin aşamalı aşınma haritalama çıkarılmış profil
taş döşeme çıkarılan profil maksimum derinlik ve yükseklik delik ve tepe alanı

ŞEKİL 8: Test #7'den Taş Aşınma İzinin Kesit Analizi.

ahşap zemi̇n aşamali aşinma hari̇talama haci̇m anali̇zi̇

ŞEKİL 9: Taş Numune Testi #7 üzerindeki Aşınma İzinin Hacim ve Alan Analizi.


Tüm sonuç detayları için buraya tıklayın.

TARTIŞMA

Anlık aşınma oranı aşağıdaki denklem ile hesaplanır:
döşeme formülünün aşamalı aşınma haritası

V'nin bir deliğin hacmi, N'nin yük ve X'in toplam mesafe olduğu bu denklem, test döngüleri arasındaki aşınma oranını tanımlar. Anlık aşınma oranı, test boyunca aşınma oranındaki değişiklikleri daha iyi tanımlamak için kullanılabilir.

Her iki numune de çok farklı aşınma davranışlarına sahiptir. Zaman içinde, ahşap döşeme yüksek bir aşınma oranıyla başlar ancak hızla daha küçük, sabit bir değere düşer. Taş döşeme için aşınma oranı düşük bir değerden başlıyor ve döngüler boyunca daha yüksek bir değere doğru eğilim gösteriyor. Anlık aşınma oranı da çok az tutarlılık göstermektedir. Farklılığın spesifik nedeni kesin değildir ancak numunelerin yapısından kaynaklanıyor olabilir. Taş döşeme, ahşabın kompakt yapısına kıyasla farklı şekilde aşınacak olan gevşek tanecik benzeri parçacıklardan oluşuyor gibi görünmektedir. Bu aşınma davranışının nedenini belirlemek için ek test ve araştırmalara ihtiyaç duyulacaktır.

Sürtünme katsayısından (COF) elde edilen veriler, gözlemlenen aşınma davranışıyla uyumlu görünmektedir. Ahşap döşeme için COF grafiği, sabit aşınma oranını tamamlayacak şekilde döngüler boyunca tutarlı görünmektedir. Taş döşeme için ortalama COF, aşınma oranının da döngülerle birlikte artmasına benzer şekilde döngüler boyunca artmaktadır. Sürtünme grafiklerinin şeklinde de belirgin değişiklikler vardır, bu da bilyenin taş numuneyle nasıl etkileşime girdiğinde değişiklikler olduğunu göstermektedir. Bu durum en belirgin şekilde döngü 2 ve döngü 4'te görülmektedir.

SONUÇ

NANOVEA T2000 Tribometre, iki farklı zemin numunesi arasındaki aşınma oranını analiz ederek aşamalı aşınma haritalaması yapma yeteneğini sergiliyor. Sürekli aşınma testinin durdurulması ve yüzeyin NANOVEA 3D Temassız Profilometre ile taranması, malzemenin zaman içindeki aşınma davranışı hakkında değerli bilgiler sağlar.

Entegre 3D Temassız Profilometreye sahip NANOVEA T2000 Tribometre, COF (Sürtünme Katsayısı) verileri, yüzey ölçümleri, derinlik okumaları, yüzey görselleştirme, hacim kaybı, aşınma oranı ve daha fazlası dahil olmak üzere çok çeşitli veriler sağlar. Bu kapsamlı bilgi seti, kullanıcıların sistem ile numune arasındaki etkileşimleri daha iyi anlamalarını sağlar. Kontrollü yükleme, yüksek hassasiyet, kullanım kolaylığı, yüksek yükleme, geniş hız aralığı ve ek çevresel modülleri ile NANOVEA T2000 Tribometre, tribolojiyi bir üst seviyeye taşır.

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

Telif Hakkı © 2024 Nanovea. Her hakkı saklıdır.