Bir çizik test cihazı ne yapar
Bir çizik test cihazı pratik bir soruyu yanıtlar: Kaplanmış bir yüzey hasar görmeden önce ne kadar yük taşır ve nasıl hasar görür? Kontrollü bir normal yük altında ucu yüzey boyunca hareket ettirir, tepkiyi kaydeder ve ardından çiziği görüntüler; böylece her hasarın yeri bulunur ve bir yükle eşleştirilir. Takımlardaki sert kaplamalar, boyalar ve vernikler, optik ve elektronik ince filmler, polimer ve tıbbi cihaz kaplamaları bu şekilde nitelendirilir.
Sonuç, tanımlı bir hasarın oluştuğu yük olduğundan çizik testi hızlıdır ve numuneler, süreçler veya tedarikçiler arasında kolayca karşılaştırılır. Bu yüzden hem kaplama geliştirmede hem de üretim kalite kontrolünde kullanılır.
Enstrümantal bir çizik test cihazı nasıl çalışır
- Numune, entegre video mikroskop ile ucun altına konumlandırılır.
- İsteğe bağlı olarak çok düşük yükte bir ön tarama, çizilecek hat boyunca yüzey profilini kaydeder.
- Uç ayarlanan uzunluk boyunca ilerlerken normal yük uygulanır: artan yüklü testte doğrusal olarak artar, sabit yüklü testte sabit kalır.
- Batma derinliği, sürtünme ve akustik emisyon sürekli kaydedilir.
- Düşük yükte bir son tarama kalıcı derinliği verir. Ön tarama ve batma derinliğiyle karşılaştırıldığında elastik geri dönüşü kalıcı deformasyondan ayırır (True Depth, Avrupa Patenti No. 0663068).
- Takipli yakınlaştırma görünümü çiziğin tamamını görüntüler; her hasar konumlandırılıp kritik yüke dönüştürülür.
Çizik testi türleri
- Artan yük: Yük çizik boyunca doğrusal olarak artar. ASTM C1624, ISO 20502 veya ASTM D7027’ye göre tek geçişte kohezif hasarın (çatlama, pullanma) ve adezif hasarın (ayrılma) kritik yüklerini verir.
- Sabit yük: Yük sabittir. ASTM G171’e göre çizik sertliği, mar direnci ve bir yüzeyin homojenliğini kontrol etmek için kullanılır.
- Çok geçişli ve ileri-geri: Uç, kritik altı bir yükte aynı izden tekrar tekrar geçer; hasarın nasıl biriktiğini ve kaplamanın kaç geçişe dayandığını gösterir. Bkz. çok geçişli aşınma.
Nano, mikro veya makro: yük ölçeğini seçmek
Doğru çizik test cihazı kaplamanın kalınlığına ve sertliğine bağlıdır. Çok yüksek bir yük ince bir filmi hemen deler; çok düşük bir yük ise sert bir kaplamayı asla hasara uğratmaz.
- Nano çizik, piezoelektrik bir eyleyici, 80 mN ile 4800 mN arası yük aralıkları ve yayımlanan çalışmalarda 2 µm yarıçapa kadar ince uçlar kullanır. İnce filmler, boyalar ve polimer kaplamalar ile stent payandaları gibi küçük yapılar için uygundur.
- Mikro çizik, bir servo motor, 20 N ile 400 N arası yük aralıkları ve Rockwell C ya da küresel-konik uçlar kullanır. Nitrür, DLC ve diğer sert kaplamalar, metal üzerindeki boyalar ve elektrot kaplamaları için uygundur.
- Makro çizik, bir tribometrede 200, 500 veya 800 µm yarıçaplı uçlarla anodize tabakalar gibi kalın ve çok sert kaplamalar için kullanılır.
PB1000 nano ve mikro modülleri birlikte taşır; böylece bir kaplama sistemi, numune başka bir cihaza taşınmadan iki ölçekte de test edilebilir.
Bir çizik test cihazında nelere bakmalı
- Doğrudan dikey yükleme: Bağımsız yük ve derinlik sensörleri ile kapalı döngü yük kontrolü sayesinde uygulanan yük, ölçülen yüktür; kaldıraç kolu veya pivot yoktur.
- İhtiyaç duyulan ölçekte çözünürlük ve gürültü: NANOVEA modülleri yükü ve derinliği 24 bit ile, akustik emisyonu 150–400 kHz arasında 0,005 aJ hassasiyetle ölçer.
- Çiziğin tamamının görüntülenmesi: Yalnızca tek tek kareler değil; böylece her hasar testten sonra bulunup yeniden incelenebilir.
- Konumlandırma ve otomasyon: 50 mm’ye kadar yükseklik farkı olan birden çok numunede test, haritalanmış çizik serileri ve kayıtlı reçeteler ile tekrarlanabilir kalite kontrol.
- Ortamlar: Sıcak, soğuk veya ıslak çalışan kaplamalar için yüksek sıcaklık, düşük sıcaklık, nem ve sıvı modülleri.
- Aynı sistemde indentasyon: Sertlik ve modül, bir kaplamanın neden tam o noktada hasar gördüğünü açıklamaya yardımcı olur.
Çizik sonuçlarını okumak
Kritik yük mutlak bir yapışma değeri değildir. Bağın kendisinin yanı sıra uç yarıçapına, yükleme hızına, kaplama kalınlığına, alt tabaka sertliğine ve sürtünmeye bağlıdır. Bu nedenle çizik testleri en çok aynı ve raporlanmış koşullardaki karşılaştırmalarda işe yarar: kaplamaları sıralamak, biriktirme süreçlerini karşılaştırmak ve üretim partilerini kontrol etmek. Derinlik ve kalıcı derinlik verileri, deformasyonun ne kadarının elastik olduğu ve kaplamanın hangi derinlikte hasar gördüğü gibi yalnızca görüntülerin göstermediği bilgileri ekler.
