Enstrümantal indentasyon size ne söyler
Sertlik ve rijitlik, bir malzemenin çizilmeye, aşınmaya, deformasyona ve temas hasarına nasıl dayandığını belirler. Enstrümantal indentasyon her ikisini de önemli olan ölçekte ölçer: ince bir film, bir kaplama, tek bir tane, bir polimer yüzey, biyolojik bir doku. Yük ve derinlik baştan sona kaydedildiği için her iz ayrıca elastik geri dönüşü, tutma sırasındaki sürünmeyi ve çatlama ya da ani batma (pop-in) gibi olayları gösterir.
Test nasıl yapılır
- Uç yüzeye yaklaşır ve teması algılar.
- Yük, kontrollü bir hızla ayarlanan maksimum değere çıkar. Bağımsız derinlik sensörü batmayı sürekli kaydeder.
- Yük tutulur (çoğu zaman sürünmenin oturması için), ardından derinlik kaydı sürerken kaldırılır.
- Yazılım, temas rijitliğini ve temas derinliğini bulmak için boşaltma eğrisini analiz eder, ardından indentasyon sertliğini ve elastik modülü hesaplar.
Bunu bir ızgara üzerinde tekrarlamak bir özellik haritası oluşturur. 0,2 µm’ye kadar konum kontrolüyle NANOVEA’nın hızlı haritalama çalışması, bir seramikteki taneleri ve gözenekliliği ortaya çıkarmak için 0,20 mm²’ye 625 iz yerleştirdi.
Tek sistemde nano ve mikro
NANOVEA mekanik test cihazları, birlikte beş mertebelik yük aralığını kapsayan nano ve mikro yük modüllerini taşır. Nano modül, mN yüklerde ince filmleri, yumuşak malzemeleri ve tekil fazları ölçer. Mikro modül geleneksel mikrosertlik cihazlarının yerini alır: tek modül 0,3 g ile 2 kg veya 6 g ile 40 kg aralığını kapsar ve NANOVEA’nın mikro modül çalışması bir CB500’de çelik üzerinde 0,03 N ile 200 N arasında Vickers izleri yaptı.
Ölçüm mimarisi neden önemlidir
Yükler, yanal hareket veya esneklik getirebilecek bir konsol ya da mafsal olmadan dikey olarak uygulanır ve aktüatörden bağımsız bir yük hücresiyle ölçülür. Derinlik kapasitif bir sensörle ölçülür. İki sensör gerçek bir kapalı geri besleme döngüsünde çalışır; böylece malzeme sürünürken bile ayarlanan yük gerçekten uygulanır.
Uç geometrisi
- Berkovich: standart nanoindentasyon ucu; üç yüzü küçük derinliklerde sivri kalan bir noktada birleşir.
- Vickers: geleneksel cihazlarla karşılaştırılabilir mikrosertlik için dört yüzlü uç.
- Knoop: uzun şekli sığ izler verir; ince katmanlara ve anizotropi ölçümüne uygundur.
- Konik ve küresel: yumuşak malzemeler ve elastik temastan plastik temasa kademeli geçişin yararlı olduğu gerilme-şekil değiştirme çalışmaları için.
Kullanım koşullarında test
Sertlik ve modül sıcaklık, nem ve daldırmayla değişir; özellikle polimerlerde. NANOVEA’nın nem kontrollü çalışması, bağıl nem %25’ten %75’e çıkarken bir polimer filmin sertliğinin yaklaşık 0,60 GPa’dan 0,31 GPa’ya düştüğünü ve sürünme derinliğinin de arttığını ölçtü. Ortam modülleri aynı ölçümü sıcakta, soğukta, nemde, sıvı içinde veya vakumda çalıştırmayı sağlar.
