Kategori Uygulama Notları

Telefon Ekran Koruyucularının Çizilme Direnci Testi

Tarafından hazırlanmıştır

Stacey Pereira, Jocelyn Esparza ve Pierre Leroux

Telefon Ekran Koruyucularında Çizilme Direncini Anlamak

Telefon ekranlarındaki koruyucu kaplamalar çizilme direnci, yapışma gücü ve uzun süreli dayanıklılık açısından kritik bir rol oynar. Zamanla çizikler, mikro çatlaklar ve kaplama delaminasyonu, özellikle yoğun kullanımlı ortamlarda optik netliği ve güvenilirliği azaltabilir. Farklı ekran koruyucuların mekanik hasara karşı nasıl direnç gösterdiğini değerlendirmek için enstrümanlı çizik testi, yapışma, kohezyon ve kırılma davranışı dahil olmak üzere kaplama arıza mekanizmaları hakkında ölçülebilir bilgiler sağlar.

Bu çalışmada, NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazı kontrollü aşamalı yükleme altında TPU ve temperli cam ekran koruyucuları karşılaştırmak için kullanılır. Hassas akustik emisyon tespiti kullanarak, kritik arıza yüklerini belirliyor ve her bir malzemenin artan mekanik strese nasıl tepki verdiğini karakterize ediyoruz.

Ekran Koruyucular için Çizilme Direnci Testi Neden Önemlidir?

Birçok kullanıcı daha kalın veya daha sert koruyucuların otomatik olarak daha iyi performans gösterdiğini varsayar, ancak gerçek dayanıklılık malzemenin aşamalı yük, yüzey deformasyonu ve lokalize stres altında nasıl davrandığına bağlıdır. Enstrümanlı çizik testi, mühendislerin kaplama yapışmasını, kohezif mukavemeti, yüzey aşınma direncini ve arızaların başladığı veya yayıldığı tam yükleri ölçmesine olanak tanır.

Çatlak başlangıç noktalarını, delaminasyon davranışını ve arıza modlarını analiz ederek, üreticiler Ar-Ge, kalite kontrol veya karşılaştırmalı kıyaslama için ekran koruyucu performansını doğrulayabilir. Nano ve mikro çizik testleri, geleneksel sertlik derecelendirmelerinin çok ötesinde gerçek dünya dayanıklılığı hakkında tekrarlanabilir, veriye dayalı bilgiler sunar.

ℹ️ Hakkında daha fazla bilgi edinin Kaplamalar ve ekran koruyucuları için çizilme ve yapışma testi hizmetleri.

Çizik Testi Amaç:
Ekran Koruyuculardaki Arıza Yüklerinin Ölçülmesi

Bu çalışmanın amacı, NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazının hem polimerik hem de cam ekran koruyucular üzerinde tekrarlanabilir, standartlaştırılmış çizilme direnci testlerini nasıl gerçekleştirdiğini göstermektir. Sistem, uygulanan yükü kademeli olarak artırarak kohezif ve yapışkan arızası için kritik yükleri tespit eder, akustik emisyon sinyallerini yakalar ve bu olayları çizik derinliği, sürtünme kuvveti ve yüzey deformasyonu ile ilişkilendirir.

Bu metodoloji, her bir koruyucu kaplamanın eksiksiz bir mekanik profilini sunarak üreticilerin ve Ar-Ge ekiplerinin malzeme formülasyonlarını, kaplama yapışma gücünü, yüzey dayanıklılığını ve gelişmiş ürün performansı için optimum kaplama kalınlığını değerlendirmelerine olanak tanır. Bu çizik değerlendirmeleri, NANOVEA'nın daha geniş kapsamlı mekani̇k test çözümleri̇ Ar-Ge, kalite kontrol ve üretim ortamlarında kaplamaları, filmleri ve alt tabakaları karakterize etmek için kullanılır.

NANOVEA PB1000 Büyük Platform
Mekanik Test Cihazı

Çizik Testi Parametreleri ve Cihaz Kurulumu

TPU ve temperli cam ekran koruyucuların çizilme direnci değerlendirmesi, tekrarlanabilirlik ve doğru arıza-yük tespiti sağlamak için kontrollü koşullar altında gerçekleştirilmiştir. Aşağıdaki parametreler, NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazında kullanılan aşamalı yük çizik testi kurulumunu tanımlamaktadır.

YÜK TİPİ	İLERLEYİCİ
İLK YÜK	0.1 N
SON YÜK	12 N
KAYMA HIZI	3.025 mm/dak
KAYAN MESAFE	3 mm
GIRINTI GEOMETRISI	ROCKWELL (120° KONI)
GIRINTI MALZEMESI (UÇ)	ELMAS
GIRINTI UCU YARIÇAPI	50 µm
ATMOSFER	HAVA
SICAKLIK	24 °C (ODA SICAKLIĞI)

TABLO 1: Çizik testi için kullanılan test parametreleri

Aşamalı yük çizik ölçümü sırasında NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazına monte edilmiş ekran koruyucu örneği.

Çizilme Direnci Testi için Kullanılan Ekran Koruyucu Örnekleri

Çizilme direnci, arıza davranışı ve mekanik dayanıklılık açısından farklılıkları karşılaştırmak için piyasada bulunan iki ekran koruyucu malzeme seçilmiştir. Her iki numune de NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazına güvenli bir şekilde monte edildi ve tutarlı ve tarafsız bir karşılaştırma sağlamak için aynı aşamalı yük koşulları altında değerlendirildi.

TPU ekran koruyucu, yüksek elastikiyete sahip ancak daha düşük aşınma direncine sahip esnek bir polimerik filmi temsil ederken, temperli cam koruyucu, yüksek sertlik ve gelişmiş darbe koruması için tasarlanmış sert, kırılgan bir malzemeyi temsil eder. Her iki malzemenin de aynı yük profili altında test edilmesi, malzeme bileşimi, elastikiyet ve sertliğin çizilme hatası modlarını nasıl etkilediğinin net bir şekilde değerlendirilmesini sağlar.

TPU Ekran Koruyucu

Temperli Cam

ŞEKİL 1: TPU ve temperli cam ekran koruyucuları çizilme direnci testi için hazırlanmıştır.

Çizilme Testi Sonuçları: TPU ve Temperli Cam Ekran Koruyuculardaki Arıza Modları

EKRAN KORUYUCU TÜRÜ	KRITIK YÜK #1 (N)	KRITIK YÜK #2 (N)
TPU	n/a	2.004 ± 0.063
TEMPERLİ CAM	3.608 ± 0.281	7.44 ± 0.995

TABLO 2: Her bir ekran koruyucu örneği için kritik yüklerin özeti.

TPU ve temperli cam ekran koruyucuları temelde farklı mekanik özelliklere sahip olduğundan, her numune aşamalı yük çizik testi sırasında farklı arıza modları ve kritik yük eşikleri sergilemiştir. Tablo 2, her bir malzeme için ölçülen kritik yükleri özetlemektedir.

Kritik Yük #1, çatlak başlangıcı veya radyal kırılma gibi optik mikroskop altında gözlemlenebilen ilk kohezif arıza noktasını temsil eder.

Kritik Yük #2, akustik emisyon (AE) izleme yoluyla tespit edilen ilk büyük olaya karşılık gelir ve tipik olarak daha büyük bir yapısal arıza veya penetrasyon olayını temsil eder.

TPU Ekran Koruyucu - Esnek Polimer Davranışı

TPU ekran koruyucusu yalnızca bir önemli kritik olay sergilemiştir (Kritik Yük #2). Bu yük, çizik izi boyunca filmin telefon ekranı yüzeyinden kalkmaya, soyulmaya veya ayrılmaya başladığı noktaya karşılık gelmektedir.

Kritik Yük #2 (≈2,00 N) aşıldığında, girinti testin geri kalanı boyunca doğrudan telefon ekranında görünür bir çiziğe neden olacak kadar nüfuz etmiştir. Malzemenin yüksek elastikiyeti ve düşük kohezif mukavemeti ile tutarlı olarak ayrı bir Kritik Yük #1 olayı tespit edilememiştir.

Temperli Cam Ekran Koruyucu - Kırılgan Arıza Davranışı

Temperli cam ekran koruyucu, kırılgan malzemelerin karakteristiği olan iki farklı kritik yük göstermiştir:

Kritik Yük #1 (≈3,61 N): Mikroskop altında radyal kırılmalar ve çatlak başlangıcı gözlenmiştir, bu da cam tabakanın erken kohezif bozulmasına işaret etmektedir.
Kritik Yük #2 (≈7,44 N): Büyük bir AE yükselmesi ve çizik derinliğinde keskin bir artış, daha yüksek yüklerde koruyucu penetrasyonunu göstermiştir.

AE büyüklüğü TPU'dan daha yüksek olmasına rağmen, telefon ekranına herhangi bir hasar aktarılmamıştır, bu da temperli cam koruyucunun yıkıcı arızadan önce yükü emme ve dağıtma yeteneğini göstermektedir.

Her iki malzemede de Kritik Yük #2, girintinin ekran koruyucuyu kırdığı ana karşılık gelerek her bir numunenin koruyucu limitini doğrulamıştır.

TPU Ekran Koruyucu: Çizilme Testi Verileri ve Arıza Analizi

SCRATCH	KRITIK YÜK #2 (N)
1	2.033
2	2.047
3	1.931
ORTALAMA	2.003
STANDART SAPMA	0.052

TABLO 3: TPU ekran koruyucu çizilme testi sırasında ölçülen kritik yükler.

ŞEKİL 2: TPU ekran koruyucu için sürtünme kuvveti, normal yük, akustik emisyon (AE) ve çizik derinliği ile çizik uzunluğu. (B) Kritik Yük #2

ŞEKİL 3: TPU ekran koruyucunun Kritik Yük #2'deki optik mikroskopi görüntüsü (5× büyütme; görüntü genişliği 0,8934 mm).

ŞEKİL 4: TPU ekran koruyucunun aşamalı yük testinin ardından çizik izinin tamamını gösteren tam boy çizik sonrası görüntüsü.

Temperli Cam Ekran Koruyucu: Kritik Yük Verileri ve Kırılma Davranışı

SCRATCH	KRITIK YÜK #1 (N)	KRITIK YÜK #2 (N)
1	3.923	7.366
2	3.382	6.483
3	3.519	8.468
ORTALAMA	3.653	6.925
STANDART SAPMA	0.383	0.624

TABLO 4: Temperli cam ekran koruyucu çizilme testi sırasında ölçülen kritik yükler.

ℹ️ Silikat olmayan polimer kaplamalarla karşılaştırma için aşağıdaki çalışmamıza bakınız PTFE kaplama aşınma testiBu, benzer aşamalı yük koşulları altında düşük sürtünmeli polimer filmlerdeki arıza davranışını vurgulamaktadır.

ŞEKİL 5: Temperli cam ekran koruyucu için sürtünme kuvveti, normal yük, akustik emisyon (AE) ve çizik derinliğine karşı çizik uzunluğu. (A) Kritik Yük #1 (B) Kritik Yük #2

ŞEKİL 6: Kritik Yük #1 (solda) ve Kritik Yük #2 (sağda) için arıza yerlerini 5× büyütmede gösteren optik mikroskopi görüntüleri (görüntü genişliği: 0,8934 mm).

ŞEKİL 7: Aşamalı yük testinin ardından kırılma başlangıcını (CL#1) ve son penetrasyon bölgesini (CL#2) vurgulayan temperli cam çizik izinin test sonrası optik mikroskopi görüntüsü.

Sonuç: TPU ve Temperli Cam Ekran Koruyucuların Çizilme Performansı Karşılaştırması

Bu çalışma, NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazının aşamalı yükleme ve akustik emisyon (AE) tespiti kullanarak nasıl kontrollü, tekrarlanabilir ve son derece hassas çizilme direnci ölçümleri sağladığını göstermektedir. Sistem, hem yapışkan hem de yapışkan arıza olaylarını hassas bir şekilde yakalayarak, TPU ve temperli cam ekran koruyucuların artan mekanik stres altında nasıl davrandıklarının net bir şekilde karşılaştırılmasını sağlar.

Deneysel sonuçlar, temperli camın TPU'dan önemli ölçüde daha yüksek kritik yükler sergilediğini, üstün çizilme direnci, gecikmeli kırılma başlangıcı ve girinti penetrasyonuna karşı güvenilir koruma sağladığını doğrulamaktadır. TPU'nun daha düşük kohezif mukavemeti ve daha erken delaminasyonu, yüksek stresli ortamlardaki sınırlamalarını vurgulamaktadır.

Arıza yüklerini belirledikten sonra, ortaya çıkan çizik izleri de bir temassız 3D optik profilometre oluk derinliğini, artık deformasyonu ve çizik sonrası topografyayı ölçmek için. Bu, her bir malzemenin mekanik profilinin tamamlanmasına yardımcı olur.

NANOVEA Mekanik Test Cihazı, doğru ve tekrarlanabilir girinti, çizik ve aşınma testleri için tasarlanmıştır ve ISO ve ASTM uyumlu nano ve mikro modülleri destekler. Çok yönlülüğü onu Ar-Ge, üretim ve kalite kontrol alanlarında ince filmlerin, kaplamaların, polimerlerin, camların ve alt tabakaların tüm mekanik profilini değerlendirmek için ideal bir çözüm haline getirir.

Sıkça Sorulan Sorular
Çizilme Direnci Testi Hakkında

Çizilme direnci testi nedir?

Çizilme direnci testi, bir elmas uç giderek artan bir yük uyguladığında bir malzemenin veya kaplamanın nasıl tepki verdiğini değerlendirir. Test, kohezif veya yapışkan arızaların meydana geldiği kritik yükleri belirleyerek dayanıklılık, yapışma gücü ve yüzey hasarına karşı direncin ölçülebilir bir ölçüsünü sağlar.

Kohezif ve adhezif arıza arasındaki fark nedir?

Kohezif arıza meydana gelir içinde Çatlama, yırtılma veya içten kırılma gibi kaplama veya malzeme.
Yapıştırıcı arızası, kaplama alt tabakadan ayrıldığında meydana gelir ve bu da yetersiz bağlanma gücünü gösterir.

NANOVEA PB1000, senkronize akustik emisyon izleme, çizik derinliği izleme ve sürtünme analizi kullanarak her ikisini de tespit eder.

Neden manuel yöntemler yerine mekanik bir test cihazı kullanmalısınız?

NANOVEA PB1000 gibi mekanik bir test cihazı hassas, tekrarlanabilir ve standartlaştırılmış ölçümler sağlayarak Ar-Ge, üretim doğrulama ve kalite kontrol için güvenilir veriler sağlar. Ayrıca akustik emisyon algılama ve gerçek zamanlı derinlik izleme gibi manuel yöntemlerin sağlayamayacağı gelişmiş özellikler sunar.

Malzemeleriniz için Güvenilir Çizilme Testine mi İhtiyacınız Var?

NANOVEA Tribometre ile Kaya Aşındırıcılık Testi

KAYA TRİBOLOJİSİ:NANOVEA TRİBOMETRE KULLANARAK KAYA AŞINDIRICILIK TESTİ

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE LI, PhD

GİRİŞ

Kayaçlar mineral taneciklerinden oluşur. Bu minerallerin türü ve bolluğu ile mineral taneleri arasındaki kimyasal bağlanma kuvveti kayaların mekanik ve tribolojik özelliklerini belirler. Jeolojik kaya döngülerine bağlı olarak kayalar dönüşümlere uğrayabilir ve genellikle üç ana türe ayrılır: magmatik, tortul ve metamorfik. Bu kayalar farklı mineral ve kimyasal bileşimler, geçirgenlikler ve parçacık boyutları sergiler ve bu özellikler onların çeşitli aşınma dirençlerine katkıda bulunur. Kaya tribolojisi, kayaların çeşitli jeolojik ve çevresel koşullardaki aşınma ve sürtünme davranışlarını araştırır.

KAYA AŞINDIRICI TESTİNİN ÖNEMİ

Kuyuların sondaj işlemi sırasında aşınma ve sürtünme de dahil olmak üzere kayalara karşı çeşitli aşınma türleri meydana gelir ve bu durum, matkap uçlarının ve kesici aletlerin onarımı ve değiştirilmesine atfedilen önemli doğrudan ve sonuç olarak ortaya çıkan kayıplara yol açar. Bu nedenle kayaların delinebilirliği, delinebilirliği, kesilebilirliği ve aşındırıcılığının incelenmesi petrol, gaz ve madencilik endüstrilerinde kritik öneme sahiptir. Kaya tribolojisi araştırması, en verimli ve uygun maliyetli sondaj stratejilerinin seçiminde önemli bir rol oynar, böylece genel verimliliği artırır ve malzemelerin, enerjinin ve çevrenin korunmasına katkıda bulunur. Ek olarak, yüzey sürtünmesinin en aza indirilmesi, sondaj ucu ile kaya arasındaki etkileşimin azaltılması açısından oldukça avantajlıdır, bu da takım aşınmasının azalmasına ve delme/kesme verimliliğinin artmasına neden olur.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu çalışmada, iki tür kayanın tribolojik özelliklerini simüle ederek karşılaştırdık ve NANOVEA T50 Tribometre kayaların sürtünme katsayısının ve aşınma oranının kontrollü ve izlenebilir bir şekilde ölçülmesinde.

NANOVEA T50 Kompakt
Serbest Ağırlık Tribometresi

ÖRNEKLER

TEST PROSEDÜRÜ

İki kaya numunesinin sürtünme katsayısı, COF ve aşınma direnci, Pin-on-Disc Aşınma Modülü kullanılarak NANOVEA T50 Tribometre ile değerlendirildi. Karşı malzeme olarak Al2O3 topu (6 mm çapında) kullanıldı. Testlerin ardından NANOVEA Temassız Profilometre kullanılarak aşınma izi incelendi. Test parametreleri aşağıda özetlenmiştir.

Aşınma oranı K, K=V/(F×s)=A/(F×n) formülü kullanılarak değerlendirildi; burada V aşınmış hacim, F normal yük, s kayma mesafesi, A ise aşınma izinin kesit alanı ve n devir sayısıdır. Yüzey pürüzlülüğü ve aşınma izi profilleri NANOVEA Optik Profilometre ile değerlendirildi ve aşınma izi morfolojisi optik mikroskop kullanılarak incelendi.

Bu çalışmada örnek olarak karşı malzeme olarak Al2O3 topunun kullanıldığını lütfen unutmayın. Farklı şekillerdeki herhangi bir katı malzeme, gerçek uygulama durumunu simüle etmek için özel bir fikstür kullanılarak uygulanabilir.

TEST PARAMETRELERI

ÖRNEKLER	Kireçtaşı, Mermer
AŞINMA HALKASI YARIÇAPI	5 mm
NORMAL KUVVET	10 N
TEST SÜRESİ	10 dk
HIZ	100 rpm

SONUÇLAR & TARTIŞMA

Kireçtaşı ve mermer örneklerinin sertliği (H) ve Elastik Modülü (E), NANOVEA Mekanik Test Cihazının Mikro Girinti modülü kullanılarak ŞEKİL 1'de karşılaştırılmıştır. Kireçtaşı örneği, H için 1,07 ve E için 49,6 GPa değerleri kaydeden mermerin aksine, sırasıyla 0,53 ve 25,9 GPa ölçülen daha düşük H ve E değerleri sergiledi. kireçtaşı numunesi, tanecikli ve gözenekli özelliklerinden kaynaklanan daha büyük yüzey homojenliğine atfedilebilir.

İki kaya örneğinin aşınma testleri sırasında COF'nin gelişimi ŞEKİL 2'de gösterilmektedir. Kireçtaşı başlangıçta aşınma testinin başlangıcında COF'de yaklaşık 0,8'e kadar hızlı bir artış yaşar ve bu değeri test süresi boyunca korur. COF'deki bu ani değişiklik, aşınma izi içindeki temas yüzeyinde meydana gelen hızlı aşınma ve pürüzlendirme işleminden kaynaklanan Al2O3 topunun kaya numunesine nüfuz etmesine bağlanabilir. Buna karşılık mermer numunesi, yaklaşık 5 metrelik kayma mesafesinden sonra COF'de kayda değer bir artış göstererek daha yüksek değerlere ulaşıyor; bu da kireçtaşıyla karşılaştırıldığında üstün aşınma direncine işaret ediyor.

ŞEKİL 1: Kireçtaşı ve mermer numuneleri arasında sertlik ve Young modülü karşılaştırması.

ŞEKİL 2: Aşınma testleri sırasında kireçtaşı ve mermer numunelerinde Sürtünme Katsayısının (COF) gelişimi.

ŞEKİL 3, aşınma testlerinden sonra kireçtaşı ve mermer numunelerinin kesit profillerini karşılaştırmaktadır ve Tablo 1, aşınma izi analizinin sonuçlarını özetlemektedir. ŞEKİL 4, optik mikroskop altında numunelerin aşınma izlerini göstermektedir. Aşınma izi değerlendirmesi COF evrimi gözlemiyle uyumludur: Daha uzun süre düşük COF değerini koruyan mermer numunesi, kireçtaşı için 0,0353 mm³/N·m ile karşılaştırıldığında 0,0046 mm³/N·m daha düşük bir aşınma oranı sergiler. Mermerin üstün mekanik özellikleri, kireç taşına göre daha iyi aşınma direncine katkıda bulunur.

ŞEKİL 3: Aşınma izlerinin kesit profilleri.

TABLO 1: Aşınma izi analizinin sonuç özeti.

ŞEKİL 4: Optik mikroskop altında aşınma izleri.

SONUÇ

Bu çalışmada NANOVEA Tribometrenin mermer ve kireçtaşı olmak üzere iki kaya örneğinin sürtünme katsayısını ve aşınma direncini kontrollü ve izlenebilir bir şekilde değerlendirme kapasitesini ortaya koyduk. Mermerin üstün mekanik özellikleri, olağanüstü aşınma direncine katkıda bulunur. Bu özellik, petrol ve gaz endüstrisinde delme veya kesme işlemlerini zorlaştırır. Tam tersine, yer karoları gibi yüksek kaliteli bir yapı malzemesi olarak kullanıldığında ömrünü önemli ölçüde uzatır.

NANOVEA Tribometreler, hem döner hem de doğrusal modlarda ISO ve ASTM standartlarına bağlı kalarak hassas ve tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testi yetenekleri sunar. Ek olarak, yüksek sıcaklıkta aşınma, yağlama ve tribokorozyon için hepsi tek bir sisteme kusursuz bir şekilde entegre edilmiş isteğe bağlı modüller sağlar. NANOVEA'nın eşsiz ürün yelpazesi, ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin, alt katmanların ve kaya tribolojisinin tüm tribolojik özelliklerinin belirlenmesi için ideal bir çözümdür.

Benzer bir uygulamanız var mı?

Bilye Dövülmüş Yüzey Analizi

PİLLENMİŞ YÜZEY ANALİZİ

3D TEMASSIZ PROFİLOMETRE KULLANIMI

Tarafından hazırlanmıştır

CRAIG LEISING

GİRİŞ

Bilyalı dövme, bir alt tabakanın küresel metal, cam veya seramik boncuklarla (genelde "shot" olarak anılır) yüzeyde plastisite oluşturmayı amaçlayan bir kuvvetle bombardımana tutulduğu bir işlemdir. Dövme öncesi ve sonrası özelliklerin analiz edilmesi, süreç kavrayışını ve kontrolünü geliştirmek için çok önemli bilgiler sağlar. Yüzey pürüzlülüğü ve çekimin bıraktığı çukurların kapsama alanı özellikle ilgi çekici yönlerdir.

Shot-Peened Yüzey Analizi için 3D Temassız Profilometrenin Önemi

Geleneksel olarak bilyalı dövmeli yüzey analizi için kullanılan geleneksel temaslı profilometrelerin aksine, 3D temassız ölçüm, kapsama alanı ve yüzey topografyasının daha kapsamlı anlaşılmasını sağlamak için eksiksiz bir 3D görüntü sağlar. 3D yetenekleri olmadan, bir inceleme yalnızca 2D bilgilerine dayanacaktır ve bu da bir yüzeyin karakterize edilmesi için yeterli değildir. Topografyayı, kapsama alanını ve pürüzlülüğü 3 boyutlu olarak anlamak, dövme sürecini kontrol etmek veya iyileştirmek için en iyi yaklaşımdır. NANOVEA'lar 3D Temassız Profilometreler İşlenmiş ve dövülmüş yüzeylerde bulunan dik açıları ölçmek için benzersiz bir yeteneğe sahip Chromatic Light teknolojisini kullanır. Ayrıca diğer teknikler prob teması, yüzey değişimi, açı veya yansıma nedeniyle güvenilir veri sağlayamadığında NANOVEA Profilometreler başarılı olur.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada, NANOVEA ST400 Temassız Profilometre, karşılaştırmalı bir inceleme için ham maddeyi ve iki farklı şekilde dövülmüş yüzeyi ölçmek için kullanılır. 3D yüzey taramasından sonra otomatik olarak hesaplanabilen sonsuz bir yüzey parametreleri listesi vardır. Burada, 3B yüzeyi gözden geçireceğiz ve pürüzlülük, çukurlar ve yüzey alanını ölçmek ve araştırmak da dahil olmak üzere daha fazla analiz için ilgi alanlarını seçeceğiz.

NANOVEA ST400 Standart
Optik 3D Profilometre

ÖRNEK

SONUÇLAR

ÇELİK YÜZEY

ISO 25178 3D PÜRÜZLÜLÜK PARAMETRELERİ

SA	0,399 mikron	Ortalama Pürüzlülük
Sq	0,516 mikron	RMS Pürüzlülüğü
Sz	5.686 mikron	Maksimum Zirveden Vadiye
Sp	2,976 mikron	Maksimum Tepe Yüksekliği
Sv	2,711 mikron	Maksimum Çukur Derinliği
Sku	3.9344	Kurtosis
Ssk	-0.0113	Çarpıklık
Sal	0,0028 mm	Otomatik Korelasyon Uzunluğu
Sokak	0.0613	Doku En Boy Oranı
Sdar	26.539 mm²	Yüzey alanı
Svk	0,589 mikron	Azaltılmış Vadi Derinliği

SONUÇLAR

Dövülmüş YÜZEY 1

YÜZEY KAPLAMASI 98.105%

ISO 25178 3D PÜRÜZLÜLÜK PARAMETRELERİ

Sa	4.102 mikron	Ortalama Pürüzlülük
Sq	5.153 mikron	RMS Pürüzlülüğü
Sz	44.975 mikron	Maksimum Zirveden Vadiye
Sp	24.332 mikron	Maksimum Tepe Yüksekliği
Sv	20.644 mikron	Maksimum Çukur Derinliği
Sku	3.0187	Kurtosis
Ssk	0.0625	Çarpıklık
Sal	0,0976 mm	Otomatik Korelasyon Uzunluğu
Sokak	0.9278	Doku En Boy Oranı
Sdar	29.451 mm²	Yüzey alanı
Svk	5.008 mikron	Azaltılmış Vadi Derinliği

SONUÇLAR

Dövülmüş YÜZEY 2

YÜZEY KAPLAMASI 97.366%

ISO 25178 3D PÜRÜZLÜLÜK PARAMETRELERİ

Sa	4.330 mikron	Ortalama Pürüzlülük
Sq	5.455 mikron	RMS Pürüzlülüğü
Sz	54.013 mikron	Maksimum Zirveden Vadiye
Sp	25.908 mikron	Maksimum Tepe Yüksekliği
Sv	28.105 mikron	Maksimum Çukur Derinliği
Sku	3.0642	Kurtosis
Ssk	0.1108	Çarpıklık
Sal	0,1034 mm	Otomatik Korelasyon Uzunluğu
Sokak	0.9733	Doku En Boy Oranı
Sdar	29.623 mm²	Yüzey alanı
Svk	5.167 mikron	Azaltılmış Vadi Derinliği

SONUÇ

Bu bilyeli yüzey analizi uygulamasında, NANOVEA ST400 3D Temassız Profil Oluşturucunun, dövülmüş bir yüzeyin hem topografyasını hem de nanometre ayrıntılarını tam olarak nasıl karakterize ettiğini gösterdik. Hem Yüzey 1'in hem de Yüzey 2'nin, ham maddeye kıyasla burada bildirilen tüm parametreler üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu açıktır. Görüntülerin basit bir görsel incelemesi, yüzeyler arasındaki farklılıkları ortaya çıkarır. Bu, kapsama alanı ve listelenen parametreler gözlemlenerek daha da doğrulanır. Yüzey 2 ile karşılaştırıldığında, Yüzey 1 daha düşük bir ortalama pürüzlülük (Sa), daha sığ çentikler (Sv) ve azaltılmış yüzey alanı (Sdar) sergiler, ancak biraz daha yüksek kapsama alanı gösterir.

Bu 3B yüzey ölçümlerinden, ilgili alanlar kolayca belirlenebilir ve Pürüzlülük, Bitiş, Doku, Şekil, Topografya, Yassılık, Çarpıklık, Düzlemsellik, Hacim, Adım Yüksekliği ve diğerleri dahil olmak üzere kapsamlı bir ölçüm dizisine tabi tutulabilir. Ayrıntılı analiz için bir 2B kesit hızla seçilebilir. Bu bilgi, eksiksiz bir yüzey ölçüm kaynakları yelpazesi kullanılarak, dövülmüş yüzeylerin kapsamlı bir şekilde araştırılmasına olanak tanır. Belirli ilgi alanları, entegre bir AFM modülü ile daha fazla incelenebilir. NANOVEA 3D Profilometreler, 200 mm/sn'ye varan hızlar sunar. Boyut, hız, tarama özellikleri açısından özelleştirilebilirler ve hatta Sınıf 1 Temiz Oda standartlarına bile uyum sağlayabilirler. İndeksleme Konveyörü ve Inline veya Online kullanım için entegrasyon gibi seçenekler de mevcuttur.

Bu notta gösterilen numuneyi sağlayan IMF'den Bay Hayden'a özel teşekkürler. Industrial Metal Finishing Inc. | indmetfin.com

Benzer bir uygulamanız var mı?

Boya Yüzey Morfolojisi

BOYA YÜZEY MORFOLOJİSİ

OTOMATİK GERÇEK ZAMANLI GELİŞİM İZLEME
NANOVEA 3D PROFİLOMETRE KULLANIMI

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE LI, PhD

GİRİŞ

Boyanın koruyucu ve dekoratif özellikleri, otomotiv, denizcilik, askeriye ve inşaat dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde önemli bir rol oynamaktadır. Korozyon direnci, UV koruması ve aşınma direnci gibi istenen özellikleri elde etmek için boya formülleri ve mimarileri dikkatli bir şekilde analiz edilir, değiştirilir ve optimize edilir.

KURUTMA BOYA YÜZEY MORFOLOJİSİ ANALİZİ İÇİN 3D TEMASSIZ PROFİLOMETRE ÖNEMİ

Boya genellikle sıvı halde uygulanır ve solventlerin buharlaştırılmasını ve sıvı boyanın katı bir filme dönüştürülmesini içeren bir kurutma işlemine tabi tutulur. Kurutma işlemi sırasında, boya yüzeyi kademeli olarak şeklini ve dokusunu değiştirir. Boyanın yüzey gerilimini ve akış özelliklerini değiştirmek için katkı maddeleri kullanılarak farklı yüzey kaplamaları ve dokular geliştirilebilir. Ancak, kötü formüle edilmiş bir boya tarifi veya uygun olmayan yüzey işlemi durumlarında, istenmeyen boya yüzey arızaları meydana gelebilir.

Kuruma süresi boyunca boya yüzey morfolojisinin yerinde doğru bir şekilde izlenmesi, kuruma mekanizmasına doğrudan bir bakış sağlayabilir. Dahası, yüzey morfolojilerinin gerçek zamanlı gelişimi, 3D baskı gibi çeşitli uygulamalarda çok faydalı bir bilgidir. NANOVEA 3D Temassız Profilometreler Malzemelerin boya yüzey morfolojisini numuneye dokunmadan ölçerek kayan kalem gibi temas teknolojilerinin neden olabileceği şekil değişikliklerini önleyin.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada, yüksek hızlı hat optik sensörü ile donatılmış NANOVEA ST500 Temassız Profilometre, 1 saatlik kuruma süresi boyunca boya yüzey morfolojisini izlemek için kullanılır. NANOVEA Temassız Profilometrenin, sürekli şekil değiştiren malzemelerin otomatikleştirilmiş gerçek zamanlı 3D profil ölçümünü sağlama yeteneğini sergiliyoruz.

NANOVEA ST500 Geniş Alan
Optik 3D Profilometre

SONUÇLAR & TARTIŞMA

Boya, bir metal levhanın yüzeyine uygulandı ve hemen ardından, yüksek hızlı bir hat sensörü ile donatılmış NANOVEA ST500 Temassız Profilometre kullanılarak yerinde kuruyan boyanın morfoloji gelişiminin otomatik ölçümleri yapıldı. 3D yüzey morfolojisini belirli zaman aralıklarında otomatik olarak ölçmek ve kaydetmek için bir makro programlanmıştır: 0, 5, 10, 20, 30, 40, 50 ve 60 dakika. Bu otomatikleştirilmiş tarama prosedürü, kullanıcıların belirlenen prosedürleri sırayla çalıştırarak tarama görevlerini otomatik olarak gerçekleştirmesini sağlayarak manuel test veya tekrarlanan taramalara kıyasla eforu, zamanı ve olası kullanıcı hatalarını önemli ölçüde azaltır. Bu otomasyon, farklı zaman aralıklarında çoklu taramaları içeren uzun vadeli ölçümler için son derece yararlı olduğunu kanıtlıyor.

Optik hat sensörü, ŞEKİL 1'de gösterildiği gibi 192 noktadan oluşan parlak bir çizgi oluşturur. Bu 192 ışık noktası numune yüzeyini aynı anda tarayarak tarama hızını önemli ölçüde artırır. Bu, her bir ayrı tarama sırasında önemli yüzey değişikliklerinden kaçınmak için her 3B taramanın hızlı bir şekilde tamamlanmasını sağlar.

ŞEKİL 1: Kuruyan boyanın yüzeyini tarayan optik hat sensörü.

Temsili zamanlarda kuruyan boya topografyasının yanlış renk görünümü, 3B görünümü ve 2B profili sırasıyla ŞEKİL 2, ŞEKİL 3 ve ŞEKİL 4'te gösterilmektedir. Görüntülerdeki yanlış renk, kolayca fark edilemeyen özelliklerin algılanmasını kolaylaştırır. Farklı renkler, numune yüzeyinin farklı alanlarındaki yükseklik değişikliklerini temsil eder. 3D görünüm, kullanıcıların boya yüzeyini farklı açılardan gözlemlemesi için ideal bir araç sağlar. Testin ilk 30 dakikasında, boya yüzeyindeki sahte renkler kademeli olarak daha sıcak tonlardan daha soğuk tonlara doğru değişir ve bu süre içinde boyda kademeli bir azalma olduğunu gösterir. Boyayı 30 ve 60 dakikada karşılaştırırken hafif renk değişiminin gösterdiği gibi bu süreç yavaşlar.

Boya kuruma süresinin bir fonksiyonu olarak ortalama numune yüksekliği ve pürüzlülük Sa değerleri ŞEKİL 5'te çizilmiştir. 0, 30 ve 60 dakika kuruma süresinden sonra boyanın tam pürüzlülük analizi TABLO 1'de listelenmiştir. boya yüzeyinin ortalama yüksekliği, kuruma süresinin ilk 30 dakikasında hızla 471 µm'den 329 µm'ye düşer. Yüzey dokusu, çözücünün buharlaşmasıyla aynı anda gelişir ve pürüzlülük Sa değerinin 7,19'dan 22,6 µm'ye yükselmesine yol açar. Boya kurutma işlemi daha sonra yavaşlar ve 60 dakikada numune yüksekliğinin ve Sa değerinin kademeli olarak sırasıyla 317 µm ve 19,6 µm'ye düşmesine neden olur.

Bu çalışma, NANOVEA 3D Temassız Profilometrenin, kuruyan boyanın 3D yüzey değişikliklerini gerçek zamanlı olarak izleme konusundaki yeteneklerini vurgulayarak, boya kurutma işlemine ilişkin değerli bilgiler sağlar. Profilometre, numuneye dokunmadan yüzey morfolojisini ölçerek, kayan prob ucu gibi temas teknolojileriyle meydana gelebilecek, kurumamış boyaya şekil değişikliklerinin getirilmesini önler. Bu temassız yaklaşım, kuruyan boya yüzeyi morfolojisinin doğru ve güvenilir analizini sağlar.

ŞEKİL 2: Farklı zamanlarda kuruyan boya yüzey morfolojisinin gelişimi.

ŞEKİL 3: Farklı kuruma sürelerinde boya yüzeyi gelişiminin 3 boyutlu görünümü.

ŞEKİL 4: Farklı kuruma sürelerinden sonra boya numunesi boyunca 2B profil.

ŞEKİL 5: Boya kuruma süresinin bir fonksiyonu olarak ortalama numune yüksekliği ve pürüzlülük değeri Sa'nın gelişimi.

ISO 25178 - Yüzey Dokusu Parametreleri

Kuruma süresi (dk)	0	5	10	20	30	40	50	60
Kare (µm)	7.91	9.4	10.8	20.9	22.6	20.6	19.9	19.6
Sku	26.3	19.8	14.6	11.9	10.5	9.87	9.83	9.82
Hız (µm)	97.4	105	108	116	125	118	114	112
Sv (µm)	127	70.2	116	164	168	138	130	128
Sz (µm)	224	175	224	280	294	256	244	241
Sa (µm)	4.4	5.44	6.42	12.2	13.3	12.2	11.9	11.8

TABLO 1: Farklı kuruma sürelerinde boya pürüzlülüğü.

SONUÇ

Bu uygulamada, kurutma işlemi sırasında boya yüzeyi morfolojisinin gelişimini izlemede NANOVEA ST500 3D Temassız Profilometrenin yeteneklerini sergiledik. Numune yüzeyini aynı anda tarayan 192 ışık noktalı bir çizgi oluşturan yüksek hızlı optik çizgi sensörü, eşsiz doğruluk sağlarken çalışmayı zamandan tasarruf ettirdi.

Edinme yazılımının makro işlevi, yerinde 3B yüzey morfolojisinin otomatik ölçümlerinin programlanmasına izin vererek, belirli hedef zaman aralıklarında çoklu taramaları içeren uzun vadeli ölçümler için özellikle yararlı hale getirir. Kullanıcı hataları için zamanı, çabayı ve potansiyeli önemli ölçüde azaltır. Yüzey morfolojisindeki aşamalı değişiklikler, boya kurudukça sürekli olarak izlenir ve gerçek zamanlı olarak kaydedilir, bu da boya kuruma mekanizması hakkında değerli bilgiler sağlar.

Burada gösterilen veriler, analiz yazılımında bulunan hesaplamaların yalnızca bir kısmını temsil etmektedir. NANOVEA Profilometreler, şeffaf, koyu, yansıtıcı veya opak olsun, hemen hemen her yüzeyi ölçebilir.

Benzer bir uygulamanız var mı?

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

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 Platform Mekanik Test Cihazı

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.

Benzer bir uygulamanız var mı?

Tribometre Kullanarak Döşemenin Aşamalı Aşınma Haritalaması

Zemin Aşınma Testi

Entegre profilometreli tribometre kullanarak döşeme kaplamalarının aşınma haritasının aşamalı olarak çıkarılması

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 Yüksek Yük
Pnömatik Tribometre

ÖRNEKLER

AŞINMA HARITALAMA TEST PARAMETRELERI

YÜKLE	40 N
TEST SÜRESİ	değişir
HIZ	200 rpm
RADIUS	10 mm
MESAFE	değişir
KÜRESEL MALZEME	Tungsten Karbür
KÜRESEL ÇAP	10 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 Döngüsü*	*Maksimum COF*	*Min COF*	*Avg. COF*
1	0.335	0.124	0.275
2	0.337	0.207	0.295
3	0.380	0.229	0.329
4	0.393	0.265	0.354
5	0.352	0.205	0.314
6	0.345	0.199	0.312
7	0.315	0.211	0.293

RADYAL YÖNLENDİRME

*Test Döngüsü*	*Toplam Hacim Kaybı (µm3*	Toplam Mesafe Seyahat Edilen (m)	Aşınma Oranı (mm/Nm) x10^-5	Anlık Aşınma Oranı (mm/Nm) x10^-5
1	296247687	0.40	1833.746	1833.746
2	355245227	1.22	1093.260	181.5637
3	596371326	2.88	898.242	363.1791
4	883747767	7.04	530.629	172.5496
5	1207179951	15.40	360.889	96.69074
6	1472745318	27.95	293.329	52.89311
7	1851319210	53.06	184.343	37.69599

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

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

ŞEKİL 4: Test #7'den Ahşap Aşınma İzinin Kesit 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 Döngüsü*	*Maksimum COF*	*Min COF*	*Avg. COF*
1	0.249	0.035	0.186
2	0.349	0.197	0.275
3	0.294	0.154	0.221
4	0.503	0.124	0.273
5	0.548	0.106	0.390
6	0.510	0.129	0.434
7	0.527	0.181	0.472

RADYAL YÖNLENDİRME

*Test Döngüsü*	*Toplam Hacim Kaybı (µm3*	Toplam Mesafe Seyahat Edilen (m)	Aşınma Oranı (mm/Nm) x10^-5	Anlık Aşınma Oranı (mm/Nm) x10^-5
1	96278846	0.40	595.957	595.9573
2	804289731	1.22	2475.185	2178.889
3	1316147855	2.88	1982.355	770.9501
4	3136530215	7.04	1883.269	1093.013
5	10821732180	15.40	3235.180	2297.508
6	20174960343	27.95	4018.282	1862.899
7	42512063420	53.06	4233.081	2224.187

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

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

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

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:

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.

Benzer bir uygulamanız var mı?

Nanoindentasyon Kullanılarak Mantarın Dinamik Mekanik Analizi

DİNAMİK MEKANİK ANALİZ

NANOINDENTASYON KULLANARAK MANTARIN

Tarafından hazırlanmıştır

FRANK LIU

GİRİŞ

Dinamik Mekanik Analiz (DMA), malzemelerin mekanik özelliklerini araştırmak için kullanılan güçlü bir tekniktir. Bu uygulamada, şarap mühürleme ve yıllandırma işlemlerinde yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan mantarın analizine odaklanıyoruz. Quercus suber meşe ağacının kabuğundan elde edilen mantar, sentetik polimerlere benzeyen mekanik özellikler sağlayan farklı hücresel yapılar sergiler. Mantar bir eksende bal peteği yapısına sahiptir. Diğer iki eksen ise çoklu dikdörtgen benzeri prizmalar şeklinde yapılandırılmıştır. Bu, test edilen yöne bağlı olarak mantara farklı mekanik özellikler kazandırır.

MANTARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİNDE DİNAMİK MEKANİK ANALİZ (DMA) TESTİNİN ÖNEMİ

Mantarların kalitesi büyük ölçüde mekanik ve fiziksel özelliklerine bağlıdır ve bu özellikler şarap sızdırmazlığındaki etkinlikleri için çok önemlidir. Mantar kalitesini belirleyen temel faktörler arasında esneklik, yalıtım, esneklik ve gaz ve sıvılara karşı geçirimsizlik yer alır. Dinamik mekanik analiz (DMA) testini kullanarak, mantarların esneklik ve esneklik özelliklerini nicel olarak değerlendirebilir ve değerlendirme için güvenilir bir yöntem sağlayabiliriz.

NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazı Nanoindentasyon modu, özellikle Young modülü, depolama modülü, kayıp modülü ve tan delta (tan (δ)) olmak üzere bu özelliklerin karakterizasyonunu sağlar. DMA testi ayrıca mantar malzemesinin faz kayması, sertliği, gerilimi ve gerinimi hakkında değerli verilerin toplanmasını sağlar. Bu kapsamlı analizler sayesinde, mantarların mekanik davranışları ve şarap sızdırmazlık uygulamaları için uygunlukları hakkında daha derin bilgiler ediniyoruz.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu çalışmada, Nanoindentasyon modunda NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazı kullanılarak dört mantar tıpa üzerinde dinamik mekanik analiz (DMA) gerçekleştirilmiştir. Mantar tıpaların kalitesi şu şekilde etiketlenmiştir: 1 - Flor, 2 - Birinci, 3 - Kolmated, 4 - Sentetik kauçuk. DMA indentasyon testleri her bir mantar tıpa için hem eksenel hem de radyal yönlerde gerçekleştirilmiştir. Mantar tıpaların mekanik tepkilerini analiz ederek, dinamik davranışları hakkında bilgi edinmeyi ve farklı yönelimler altındaki performanslarını değerlendirmeyi amaçladık.

NANOVEA

PB1000

TEST PARAMETRELERI

MAKSİMUM KUVVET	75 mN
YÜKLEME ORANI	150 mN/dak
BOŞALTMA ORANI	150 mN/dak
AMPLİTÜD	5 mN
FREKANS	1 Hz
CREEP	60 s

girinti tipi

Top

51200 Çelik

3 mm Çap

SONUÇLAR

Aşağıdaki tablo ve grafiklerde Young modülü, depolama modülü, kayıp modülü ve tan delta her bir numune ve oryantasyon arasında karşılaştırılmaktadır.

Young modülü: Stiﬀness; yüksek değerler stiﬀ, düşük değerler ﬂexible olduğunu gösterir.

Depolama modülü: Elastik tepki; malzemede depolanan enerji.

Kayıp modülü: Viskoz tepki; ısı nedeniyle kaybedilen enerji.

Tan (δ): Sönümleme; yüksek değerler daha fazla sönümlemeye işaret eder.

EKSENEL YÖNLENDIRME

*Durdurucu*	*YOUNG MODÜLÜ*	*DEPOLAMA MODÜLÜ*	*KAYIP MODÜLÜ*	*TAN*
#	*(MPa)*	*(MPa)*	*(MPa)*	*(δ)*
1	22.5675	22.27209	3.624947	0.162964
2	18.54664	18.27153	3.162349	0.17409
3	23.75381	23.47267	3.617819	0.154592
4	23.6972	23.58064	2.347008	0.099539

RADYAL YÖNLENDİRME

*Durdurucu*	*YOUNG MODÜLÜ*	*DEPOLAMA MODÜLÜ*	*KAYIP MODÜLÜ*	*TAN*
#	*(MPa)*	*(MPa)*	*(MPa)*	*(δ)*
1	24.78863	24.56542	3.308224	0.134865
2	26.66614	26.31739	4.286216	0.163006
3	44.07867	43.61426	6.365979	0.146033
4	28.04751	27.94148	2.435978	0.087173

YOUNG MODÜLÜ

DEPOLAMA MODÜLÜ

KAYIP MODÜLÜ

TAN DELTA

Mantar tıpalar arasında, Young modülü eksenel yönde test edildiğinde çok farklı değildir. Sadece #2 ve #3 tıpaları Young modülünde radyal ve eksenel yön arasında belirgin bir fark göstermiştir. Sonuç olarak, depolama modülü ve kayıp modülü de radyal yönde eksenel yöne göre daha yüksek olacaktır. #4 tıpa, kayıp modülü haricinde doğal mantar tıpalarla benzer özellikler göstermektedir. Bu, doğal mantarların sentetik kauçuk malzemeden daha viskoz bir özelliğe sahip olduğu anlamına geldiği için oldukça ilginçtir.

SONUÇ

NANOVEA Mekanik Test Cihazı Nano Çizilme Test Cihazı modundaki boya kaplamaları ve sert kaplamalardaki gerçek hayattaki birçok arızanın simülasyonuna olanak tanır. Artan yükleri kontrollü ve yakından izlenen bir şekilde uygulayarak cihaz, hangi yük arızalarının meydana geldiğini belirlemeye olanak tanır. Bu daha sonra çizilme direncinin niceliksel değerlerini belirlemenin bir yolu olarak kullanılabilir. Hava koşulları olmadan test edilen kaplamanın yaklaşık 22 mN'de bir ilk çatlağa sahip olduğu bilinmektedir. 5 mN'ye yakın değerlerle 7 yıllık sürecin boyayı bozduğu açıktır.

Orijinal profilin telafi edilmesi, çizik sırasında düzeltilmiş derinliğin elde edilmesine ve ayrıca çizikten sonra kalan derinliğin ölçülmesine olanak tanır. Bu, artan yük altında kaplamanın plastik ve elastik davranışı hakkında ekstra bilgi verir. Hem çatlama hem de deformasyonla ilgili bilgiler sert kaplamanın iyileştirilmesi için büyük fayda sağlayabilir. Çok küçük standart sapmalar da cihazın tekniğinin tekrarlanabilirliğini göstermekte olup, bu da üreticilerin sert kaplama/boya kalitesini iyileştirmelerine ve hava koşullarının etkilerini incelemelerine yardımcı olabilir.

Benzer bir uygulamanız var mı?

Metal Yüzey Üzerinde Boyanın Nano Çizilme ve Mar Testi

Nano Çizik ve Mar Testi

Metal Yüzey Üzerindeki Boya

Tarafından hazırlanmıştır

SUSANA CABELLO

GİRİŞ

Sert kaplamalı veya kaplamasız boya en yaygın kullanılan kaplamalardan biridir. Arabalarda, duvarlarda, cihazlarda ve koruyucu kaplamaya ihtiyaç duyan ya da sadece estetik amaçlı hemen her şeyde görürüz. Alttaki alt tabakanın korunması için kullanılan boyalar genellikle boyanın alev almasını önleyen veya sadece rengini kaybetmesini veya çatlamasını önleyen kimyasallara sahiptir. Genellikle estetik amaçlarla kullanılan boyalar çeşitli renklere sahiptir, ancak alt tabakanın korunması veya uzun ömürlü olması gerekmeyebilir.

Bununla birlikte, tüm boyalar zaman içinde bir miktar yıpranmaya maruz kalır. Boya üzerindeki yıpranma, genellikle üreticilerin sahip olmasını amaçladıkları özellikleri değiştirebilir. Daha hızlı yongalanabilir, ısı ile soyulabilir, renk kaybedebilir veya çatlayabilir. Boyanın zaman içindeki farklı özellik değişiklikleri, üreticilerin bu kadar geniş bir seçenek sunmasının nedenidir. Boyalar, bireysel müşteriler için farklı gereksinimleri karşılamak üzere uyarlanır.

KALİTE KONTROL İÇİN NANO ÇİZİK TESTİNİN ÖNEMİ

Boya üreticilerinin en büyük kaygılarından biri, ürünlerinin çatlamaya karşı dayanıklı olmasıdır. Boya çatlamaya başladığında, üzerine uygulandığı alt tabakayı koruyamaz; dolayısıyla müşterilerini memnun edemez. Örneğin, bir arabanın yan tarafına bir dal çarparsa ve hemen ardından boya çatlamaya başlarsa, boya üreticileri düşük kaliteli boyaları nedeniyle işlerini kaybedecektir. Boyanın kalitesi çok önemlidir çünkü boyanın altındaki metal açığa çıkarsa, yeni maruz kalması nedeniyle paslanmaya veya korozyona uğramaya başlayabilir.

Bunun gibi nedenler, ev ve ofis malzemeleri ve elektronik cihazlar, oyuncaklar, araştırma araçları ve daha fazlası gibi diğer birçok spektrum için de geçerlidir. Boya, metal kaplamalara ilk uygulandığında çatlamaya karşı dirençli olsa da, numune üzerinde bir miktar ayrışma meydana geldiğinde özellikler zamanla değişebilir. Bu nedenle boya numunelerinin yıpranmış haldeyken test edilmesi çok önemlidir. Yüksek stres yükü altında çatlama kaçınılmaz olsa da, üretici, tüketicilerine mümkün olan en iyi ürünleri sunmak için zaman içinde değişikliklerin ne kadar zayıflayabileceğini ve etkileyen çiziğin ne kadar derin olması gerektiğini tahmin etmelidir.

ÖLÇÜM HEDEFI

Örnek davranış etkilerini gözlemlemek için çizilme sürecini kontrollü ve izlenen bir şekilde simüle etmeliyiz. Bu uygulamada, Nano Çizik Testi modundaki NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazı, metal bir alt tabaka üzerindeki yaklaşık 7 yıllık 30-50 μm kalınlığındaki bir boya örneğinde arızaya neden olmak için gereken yükü ölçmek için kullanılır.

Kaplamayı çizmek için 0,015 mN ile 20,00 mN arasında değişen kademeli bir yükte 2 μm elmas uçlu bir kalem kullanılmıştır. Çiziğin gerçek derinliğinin değerini belirlemek için 0,2 mN yük ile boyanın ön ve son taramasını gerçekleştirdik. Gerçek derinlik, test sırasında numunenin plastik ve elastik deformasyonunu analiz ederken, son tarama sadece çiziğin plastik deformasyonunu analiz eder. Kaplamanın çatlayarak başarısız olduğu nokta, başarısızlık noktası olarak alınır. Test parametrelerimizi belirlemek için ASTMD7187'yi bir kılavuz olarak kullandık.

Yıpranmış bir numune kullandığımız için boya numunesini daha zayıf bir aşamada test etmenin bize daha düşük hata noktaları sunduğu sonucuna varabiliriz.

Bu örnek üzerinde beş test gerçekleştirilmiştir

tam arıza kritik yüklerini belirlemek.

NANOVEA

PB1000

TEST PARAMETRELERI

aşağıdaki ASTM D7027

Bir Pürüzlülük Standardının yüzeyi, ŞEKİL 1'de gösterildiği gibi 192 noktadan oluşan parlak bir çizgi oluşturan yüksek hızlı bir sensörle donatılmış bir NANOVEA ST400 kullanılarak taranmıştır. Bu 192 nokta numune yüzeyini aynı anda tarayarak tarama hızının önemli ölçüde artmasını sağlar.

YÜK TİPİ	İlerici
İLK YÜK	0,015 mN
SON YÜK	20 mN
YÜKLEME ORANI	20 mN/dak
ÇİZİK UZUNLUĞU	1,6 mm
SCRATCH HIZI, dx/dt	1.601 mm/dak
ÖN TARAMA YÜKÜ	0,2 mN
TARAMA SONRASI YÜKLEME	0,2 mN

girinti tipi

Konik

Elmas 90° Koni

2 µm uç yarıçapı

SONUÇLAR

Bu bölümde çizik testi sırasında meydana gelen arızalar hakkında toplanan veriler sunulmaktadır. İlk bölümde çizik testinde gözlemlenen arızalar açıklanmakta ve rapor edilen kritik yükler tanımlanmaktadır. Sonraki bölüm, tüm numuneler için kritik yüklerin bir özet tablosunu ve grafiksel bir gösterimini içermektedir. Son bölümde her bir numune için ayrıntılı sonuçlar sunulmaktadır: her bir çizik için kritik yükler, her bir arızanın mikrografları ve testin grafiği.

GÖZLEMLENEN ARIZALAR VE KRITIK YÜKLERIN TANIMI

KRITIK BAŞARISIZLIK:

İLK HASAR

Bu, çizik izi boyunca hasarın gözlemlendiği ilk noktadır.

KRITIK BAŞARISIZLIK:

TAM HASAR

Bu noktada hasar, çizik izi boyunca boyanın ufalanması ve çatlamasıyla daha belirgin hale geliyor.

DETAYLI SONUÇLAR

* Alt tabaka çatlama noktasında alınan arıza değerleri.

KRİTİK YÜKLER
SCRATCH	İLK HASAR [mN]	TAM HASAR [µm]
1	14.513	4.932
2	3.895	4.838
3	3.917	4.930

ORTALAMA	3.988	4.900
STD DEV	0.143	0.054

ŞEKİL 2: Tam Çizik Mikrografı (1000x büyütme).

ŞEKİL 3: İlk Hasarın Mikrografı (1000x büyütme).

ŞEKİL 4: Tam Hasarın Mikrografı (1000x büyütme).

ŞEKİL 5: Sürtünme Kuvveti ve Sürtünme Katsayısı.

ŞEKİL 6: Yüzey Profili.

ŞEKİL 7: Gerçek Derinlik ve Artık Derinlik.

SONUÇ

NANOVEA Mekanik Test Cihazı içinde Nano Çizik Test Cihazı modu, boya kaplamalarının ve sert kaplamaların gerçek hayattaki birçok arızasının simülasyonuna izin verir. Kontrollü ve yakından izlenen bir şekilde artan yükler uygulayarak, cihaz hangi yükte arızaların meydana geldiğini belirlemeye izin verir. Bu daha sonra çizilme direnci için nicel değerleri belirlemenin bir yolu olarak kullanılabilir. Hava koşullarına maruz kalmadan test edilen kaplamanın yaklaşık 22 mN'de ilk çatlağa sahip olduğu bilinmektedir. Değerler 5 mN'ye yaklaştığında, 7 yıllık turun boyayı bozduğu açıktır.

Orijinal profilin telafi edilmesi, çizik sırasında düzeltilmiş derinliğin elde edilmesini ve çizikten sonra kalan derinliğin ölçülmesini sağlar. Bu, artan yük altında kaplamanın plastik ve elastik davranışı hakkında ekstra bilgi verir. Hem çatlama hem de deformasyonla ilgili bilgiler sert kaplamanın iyileştirilmesi için büyük fayda sağlayabilir. Çok küçük standart sapmalar da cihazın tekniğinin tekrarlanabilirliğini göstermekte olup, bu da üreticilerin sert kaplama/boya kalitesini iyileştirmelerine ve hava koşullarının etkilerini incelemelerine yardımcı olabilir.

Benzer bir uygulamanız var mı?

3D Profilometri Kullanarak Pürüzlülük Haritalama Denetimi

PÜRÜZLÜLÜK HARITALAMA DENETIMI

3 BOYUTLU PROFILOMETRI KULLANARAK

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE, PhD

GİRİŞ

Yüzey pürüzlülüğü ve dokusu, bir ürünün nihai kalitesini ve performansını etkileyen kritik faktörlerdir. Yüzey pürüzlülüğü, dokusu ve tutarlılığının tam olarak anlaşılması, en iyi işleme ve kontrol önlemlerinin seçilmesi için gereklidir. Kusurlu ürünleri zamanında tespit etmek ve üretim hattı koşullarını optimize etmek için ürün yüzeylerinin hızlı, ölçülebilir ve güvenilir hat içi denetimine ihtiyaç vardır.

HAT İÇİ YÜZEY DENETİMİ İÇİN 3 BOYUTLU TEMASSIZ PROFİLOMETRENİN ÖNEMİ

Ürünlerdeki yüzey kusurları malzeme işleme ve ürün imalatından kaynaklanır. Hat içi yüzey kalite denetimi, son ürünlerin en sıkı kalite kontrolünü sağlar. NANOVEA 3D Temassız Optik Profil Oluşturucular Bir numunenin pürüzlülüğünü temassız olarak belirlemek için benzersiz kapasiteye sahip Kromatik Işık teknolojisini kullanır. Çizgi sensörü, geniş bir yüzeyin 3 boyutlu profilinin yüksek hızda taranmasını sağlar. Analiz yazılımı tarafından gerçek zamanlı olarak hesaplanan pürüzlülük eşiği, hızlı ve güvenilir bir başarılı/başarısız aracı olarak hizmet eder.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu çalışmada, yüksek hızlı bir sensörle donatılmış NANOVEA ST400, NANOVEA'nın kapasitesini göstermek için kusurlu bir Teﬂon numunesinin yüzeyini incelemek için kullanılmıştır.

Temassız Proﬁlometreler, bir üretim hattında hızlı ve güvenilir yüzey denetimi sağlar.

NANOVEA

ST400

SONUÇLAR & TARTIŞMA

3 Boyutlu Yüzey Analizi Pürüzlülük Standart Numune

ŞEKİL 2'de Pürüzlülük Standardı Numunesinin Yüzey Yüksekliği Haritası ve Pürüzlülük Dağılımı Haritasının sahte renkli görünümleri gösterilmektedir. ŞEKİL 2a'da Pürüzlülük Standardı, standart pürüzlülük bloklarının her birinde değişen renk gradyanıyla temsil edildiği üzere hafif eğimli bir yüzey sergilemektedir. ŞEKİL 2b'de, rengi bloklardaki pürüzlülüğü temsil eden farklı pürüzlülük bloklarında homojen pürüzlülük dağılımı gösterilmektedir.

ŞEKİL 3, Analiz Yazılımı tarafından farklı Pürüzlülük Eşiklerine dayalı olarak oluşturulan Başarılı/Başarısız Haritalarının örneklerini göstermektedir. Pürüzlülük blokları, yüzey pürüzlülükleri belirli bir eşik değerinin üzerinde olduğunda kırmızı renkle vurgulanır. Bu, kullanıcının bir numune yüzey kalitesinin kalitesini belirlemek için bir pürüzlülük eşiği ayarlaması için bir araç sağlar.

ŞEKİL 1: Pürüzlülük Standardı örneği üzerinde optik çizgi sensörü taraması

a. Yüzey Yükseklik Haritası:

b. Pürüzlülük Haritası:

ŞEKİL 2: Pürüzlülük Standart Numunesinin Yüzey Yüksekliği Haritası ve Pürüzlülük Dağılımı Haritasının yanlış renk görünümleri.

ŞEKİL 3: Pürüzlülük Eşiğine dayalı Başarılı/Başarısız Haritası.

Kusurlu Bir Teﬂon Numunesinin Yüzey Kontrolü

Teﬂon numune yüzeyinin Yüzey Yükseklik Haritası, Pürüzlülük Dağılım Haritası ve Geçer/Kalır Pürüzlülük Eşik Haritası ŞEKİL 4'te gösterilmektedir. Teﬂon Numunesi, Yüzey Yüksekliği Haritasında gösterildiği gibi numunenin sağ merkezinde bir sırt formuna sahiptir.

a. Yüzey Yükseklik Haritası:

ŞEKİL 4b'nin paletindeki farklı renkler yerel yüzeydeki pürüzlülük değerini temsil etmektedir. Pürüzlülük Haritası, Teﬂon numunesinin sağlam alanında homojen bir pürüzlülük sergilemektedir. Bununla birlikte, girintili halka ve aşınma izi şeklindeki kusurlar parlak renklerle vurgulanmıştır. Kullanıcı, ŞEKİL 4c'de gösterildiği gibi yüzey kusurlarını bulmak için kolayca bir Geçer/Kalır pürüzlülük eşiği ayarlayabilir. Böyle bir araç, kullanıcıların üretim hattındaki ürün yüzey kalitesini yerinde izlemelerine ve kusurlu ürünleri zamanında keşfetmelerine olanak tanır. Gerçek zamanlı pürüzlülük değeri, ürünler hat içi optik sensörden geçerken hesaplanır ve kaydedilir, bu da kalite kontrol için hızlı ama güvenilir bir araç olarak hizmet edebilir.

b. Pürüzlülük Haritası:

c. Geçer/Kalır Pürüzlülük Eşik Haritası:

ŞEKİL 4: Yüzey Yükseklik Haritası, Pürüzlülük Dağılım Haritası ve Teﬂon numune yüzeyinin Başarılı/Başarısız Pürüzlülük Eşik Haritası.

SONUÇ

Bu uygulamada, optik çizgi sensörü ile donatılmış NANOVEA ST400 3D Temassız Optik Profilleyicinin etkili ve verimli bir şekilde güvenilir bir kalite kontrol aracı olarak nasıl çalıştığını gösterdik.

Optik çizgi sensörü, numune yüzeyini aynı anda tarayan 192 noktadan oluşan parlak bir çizgi oluşturarak tarama hızını önemli ölçüde artırır. Ürünlerin yüzey pürüzlülüğünü yerinde izlemek için üretim hattına monte edilebilir. Pürüzlülük eşiği, ürünlerin yüzey kalitesini belirlemek için güvenilir bir kriter olarak çalışır ve kullanıcıların kusurlu ürünleri zamanında fark etmelerini sağlar.

Burada gösterilen veriler, analiz yazılımında bulunan hesaplamaların yalnızca bir kısmını temsil etmektedir. NANOVEA Profilometreler, Yarı İletken, Mikroelektronik, Güneş, Fiber Optik, Otomotiv, Havacılık ve Uzay, Metalurji, İşleme, Kaplama, İlaç, Biyomedikal, Çevre ve diğer birçok alanda hemen hemen her yüzeyi ölçer.

Benzer bir uygulamanız var mı?

Tribometre Kullanarak Yüksek Sıcaklıkta Çizilme Sertliği

YÜKSEK SICAKLIKTA ÇIZILME SERTLIĞI

TRIBOMETRE KULLANARAK

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE, PhD

GİRİŞ

Sertlik, malzemelerin kalıcı veya plastik deformasyona karşı direncini ölçer. İlk olarak 1820 yılında Alman mineralog Friedrich Mohs tarafından geliştirilen çizilme sertliği testi, bir malzemenin keskin bir cisimden kaynaklanan sürtünme nedeniyle çizilme ve aşınmaya karşı sertliğini belirler¹. Mohs ölçeği doğrusal bir ölçekten ziyade karşılaştırmalı bir indekstir, bu nedenle ASTM standardı G171-03'te açıklandığı gibi daha doğru ve kalitatif bir çizilme sertliği ölçümü geliştirilmiştir². Bir elmas kalem tarafından oluşturulan çiziğin ortalama genişliğini ölçer ve çizik sertlik sayısını (HSP) hesaplar.

YÜKSEK SICAKLIKLARDA ÇİZİK SERTLİĞİ ÖLÇÜMÜNÜN ÖNEMİ

Malzemeler hizmet gereksinimlerine göre seçilir. Önemli sıcaklık değişiklikleri ve termal gradyanlar içeren uygulamalarda, mekanik limitlerin tam olarak farkında olmak için malzemelerin yüksek sıcaklıklardaki mekanik özelliklerini araştırmak kritik önem taşır. Malzemeler, özellikle polimerler, genellikle yüksek sıcaklıklarda yumuşar. Birçok mekanik arıza, sadece yüksek sıcaklıklarda meydana gelen sürünme deformasyonu ve termal yorgunluktan kaynaklanır. Bu nedenle, yüksek sıcaklık uygulamaları için malzemelerin doğru seçimini sağlamak amacıyla yüksek sıcaklıklarda sertliği ölçmek için güvenilir bir tekniğe ihtiyaç vardır.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu çalışmada, NANOVEA T50 Tribometre, bir Teflon numunesinin oda sıcaklığından 300°C'ye kadar farklı sıcaklıklarda çizilme sertliğini ölçmektedir. Yüksek sıcaklıkta çizilme sertliği ölçümü yapabilme yeteneği NANOVEA'yı Tribometre Yüksek sıcaklık uygulamalarına yönelik malzemelerin tribolojik ve mekanik değerlendirmeleri için çok yönlü bir sistem.

NANOVEA

T50

TEST KOŞULLARI

NANOVEA T50 Serbest Ağırlık Standart Tribometresi, oda sıcaklığı (RT) ile 300°C arasında değişen sıcaklıklarda bir Teflon numunesi üzerinde çizilme sertliği testleri gerçekleştirmek için kullanılmıştır. Teflonun erime noktası 326,8°C'dir. Uç yarıçapı 200 µm olan 120° tepe açısına sahip konik bir elmas uç kullanılmıştır. Teflon numune, döner numune tablasına, tabla merkezine 10 mm mesafe kalacak şekilde sabitlenmiştir. Numune bir fırın ile ısıtılmış ve RT, 50°C, 100°C, 150°C, 200°C, 250°C ve 300°C sıcaklıklarda test edilmiştir.

TEST PARAMETRELERI

yüksek sıcaklıkta çizilme sertliği ölçümü

NORMAL KUVVET	2 N
KAYMA HIZI	1 mm/s
KAYAN MESAFE	Sıcaklık başına 8mm
ATMOSFER	Hava
SICAKLIK	RT, 50°C, 100°C, 150°C, 200°C, 250°C, 300°C.

SONUÇLAR & TARTIŞMA

Teflon numunenin farklı sıcaklıklardaki çizik izi profilleri, farklı yüksek sıcaklıklardaki çizik sertliğini karşılaştırmak için ŞEKİL 1'de gösterilmiştir. Çizik izi kenarlarındaki malzeme yığılması, kalem 2 N'luk sabit bir yükte hareket ederken ve Teflon numunesine sürülürken, çizik izindeki malzemeyi yana doğru iterek ve deforme ederek oluşur.

Çizik izleri ŞEKİL 2'de gösterildiği gibi optik mikroskop altında incelenmiştir. Ölçülen çizik izi genişlikleri ve hesaplanan çizik sertlik sayıları (HSP) ŞEKİL 3'te özetlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Mikroskopla ölçülen çizik izi genişliği, NANOVEA Profiler kullanılarak ölçülenle uyumludur - Teflon numunesi daha yüksek sıcaklıklarda daha geniş bir çizik genişliği sergiler. Sıcaklık RT'den 300oC'ye yükseldikçe çizik izi genişliği 281'den 539 µm'ye çıkmakta, bu da HSP'nin 65'ten 18 MPa'ya düşmesine neden olmaktadır.

Yüksek sıcaklıklarda çizilme sertliği, NANOVEA T50 Tribometre kullanılarak yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlik ile ölçülebilir. Diğer sertlik ölçümlerine alternatif bir çözüm sağlar ve NANOVEA Tribometrelerini kapsamlı yüksek sıcaklık tribo-mekanik değerlendirmeleri için daha eksiksiz bir sistem haline getirir.

ŞEKİL 1: Farklı sıcaklıklarda çizilme sertliği testlerinden sonra çizik izi profilleri.

ŞEKİL 2: Farklı sıcaklıklardaki ölçümlerden sonra mikroskop altında çizik izleri.

ŞEKİL 3: Çizik izi genişliğinin ve çizik sertliğinin sıcaklığa karşı gelişimi.

SONUÇ

Bu çalışmada, NANOVEA Tribometrenin ASTM G171-03'e uygun olarak yüksek sıcaklıklarda çizilme sertliğini nasıl ölçtüğünü gösteriyoruz. Sabit yükte çizilme sertliği testi, tribometre kullanarak malzemelerin sertliğini karşılaştırmak için alternatif basit bir çözüm sunar. Yüksek sıcaklıklarda çizilme sertliği ölçümleri gerçekleştirme kapasitesi, NANOVEA Tribometreyi malzemelerin yüksek sıcaklıktaki tribo-mekanik özelliklerini değerlendirmek için ideal bir araç haline getirir.

NANOVEA Tribometre ayrıca ISO ve ASTM uyumlu rotatif ve lineer modları kullanarak hassas ve tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar ve isteğe bağlı yüksek sıcaklık aşınması, yağlama ve tribo-korozyon modülleri önceden entegre edilmiş tek bir sistemde mevcuttur. Pürüzlülük gibi diğer yüzey ölçümlerine ek olarak aşınma izlerinin yüksek çözünürlüklü 3D görüntülemesi için isteğe bağlı 3D temassız profilleyici mevcuttur.

1 Wredenberg, Fredrik; PL Larsson (2009). "Metallerin ve polimerlerin çizik testi: Experiments and numerics". Aşınma 266 (1-2): 76
2 ASTM G171-03 (2009), "Elmas Stylus Kullanılarak Malzemelerin Çizilme Sertliği için Standart Test Yöntemi"

Benzer bir uygulamanız var mı?

Sayfa 1 / 2312 3 4 5 Sonraki 'Son "

Ürünler

Profilometreler

PS50 (Gelişmiş Kompakt)

JR25 (Taşınabilir Kompakt)

ST400 (Modüler Standart)

AFMPRO (Atomik Kuvvet)

ST500 (Modüler Geniş Alan)

JR100 (Taşınabilir Yüksek Hızlı)

Hat İçi Kalite Kontrol (Pürüzlülük, Doku ve Son Kat)

Mekanik Test Cihazları

CB500 (Gelişmiş Kompakt)

PB1000 (Büyük Platform)

Vakum Sistemleri

Tribometreler

T50 (Modüler Standart)

T200 (Kompakt Pnömatik)

T2000 (Yüksek Yük Pnömatik)

CR-8R (Bilyalı Krater Kaplama Kalınlığı)

Vakum Sistemleri

Test Çözümleri

Profilometri

Pürüzlülük ve Yüzey

Geometri ve Şekil

Düzlük ve Çarpıklık

Hacim ve Alan

Basamak Yüksekliği ve Kalınlığı

Doku ve Tane

Mekanik Testler

Girinti | Sertlik ve Elastik

Girinti | Gerilme ve Gerinim

Girinti | Sürünme ve Gevşeme

Girinti | Kayıp ve Depolama

Girinti | Kırılma Tokluğu

Girinti | Akma Dayanımı ve Yorulma

Yüksek Sıcaklık

Nem

Vakum

Çizik | Yapıştırıcı Arızası

Çizik | Yapışma Hatası

Çizilme | Çizilme Sertliği

Çizilme | Çok Geçişli Aşınma

Sürtünme | Sürtünme Katsayısı

Düşük Sıcaklık

Sıvı

Triboloji Testleri

Doğrusal

Rotasyonel

Halka Üzerinde Blok

Halka üzerinde halka

Çizik Testi

Fren Sürtünme Testi

Yüksek Sıcaklık

Korozyon

Sıvı

Düşük Sıcaklık

Nem ve İnert Gazlar

Vakum

Laboratuvar Hizmetleri

Temassız Profilometri Analizi

Girinti ve Çizilme Testi

Sürtünme ve Aşınma Testi

Yüzey Topolojisi ve Kimyasal Analiz

Uygulamalar

Endüstri Tarafından

Biyo & Biyoteknoloji

İnşaat Malzemeleri

Tüketici Ürünleri

Tıbbi Cihazlar

Metal İmalat ve İşleme

Petrol ve Madenler

Optik

Boya ve Kaplama

Farmasötik

Yarı İletkenler ve Elektronik

Tekstil, Deri ve Kağıt

Alet ve Makineler

Kara Taşımacılığı

Uzay ve Havacılık

Askeri ve Savunma

Enerji

Çizik Testi Amaç:
Ekran Koruyuculardaki Arıza Yüklerinin Ölçülmesi

Sıkça Sorulan Sorular
Çizilme Direnci Testi Hakkında