TR 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
KO 
PL 
AR Kategori Laboratuvar Testleri
Mikropartiküller: Sıkıştırma Dayanımı ve Mikro İndentasyon
MİKROPARTİKÜLLER
SIKIŞMA DAYANIMI VE MİKRO GİRİNTİ
TUZLARI TEST EDEREK
Yazar:
Jorge Ramirez
Revize eden:
Jocelyn Esparza
GİRİŞ
Sıkıştırma mukavemeti, günümüzde görülen yeni ve mevcut mikropartiküllerin ve mikro özelliklerin (sütunlar ve küreler) geliştirilmesi ve iyileştirilmesinde kalite kontrol ölçümü için hayati hale gelmiştir. Mikropartiküller çeşitli şekil ve boyutlara sahip olup seramik, cam, polimer ve metallerden geliştirilebilmektedir. Kullanım alanları arasında ilaç dağıtımı, gıda lezzetinin artırılması, beton formülasyonları ve diğerleri yer almaktadır. Mikropartiküllerin veya mikro özelliklerin mekanik özelliklerini kontrol etmek, başarıları için kritik öneme sahiptir ve mekanik bütünlüklerini nicel olarak karakterize etme becerisi gerektirir
YÜK BASMA DAYANIMINA KARŞI DERİNLİĞİN ÖNEMİ
Standart basınç ölçüm cihazları düşük yükler için uygun değildir ve yeterli basıncı sağlayamaz. mikropartiküller için derinlik verileri. Nano veya Mikroindentasyonnano veya mikropartiküllerin (yumuşak veya sert) sıkıştırma mukavemeti doğru ve hassas bir şekilde ölçülebilir.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu uygulama notunda aşağıdakileri ölçüyoruz ile tuzun sıkıştırma mukavemeti ve NANOVEA Mekanik Test Cihazı mikro girinti modunda.
NANOVEA
CB500
TEST KOŞULLARI
maksimum kuvvet
30 N
yükleme oranı
60 N/dak
boşaltma oranı
60 N/dak
girinti tipi
Düz Punch
Çelik | 1mm Çap
Yüke karşı derinlik eğrileri
Sonuçlar ve Tartışma
Parçacık 1 ve Parçacık 2 için yükseklik, kırılma kuvveti ve mukavemet
Parçacık arızası, kuvvete karşı derinlik eğrisinin ilk eğiminin belirgin bir şekilde azalmaya başladığı nokta olarak belirlenmiştir. Bu davranış, malzemenin bir akma noktasına ulaştığını ve artık uygulanan sıkıştırma kuvvetlerine karşı koyamadığını göstermektedir. Akma noktası aşıldıktan sonra, girinti derinliği yükleme süresi boyunca üstel olarak artmaya başlar. Bu davranışlar şu şekilde görülebilir Yük - Derinlik Eğrileri her iki örnek için de.
SONUÇ
Sonuç olarak NANOVEA Mekanik Test Cihazı mikro girinti modunda mikro parçacıkların sıkıştırma mukavemeti testi için harika bir araçtır. Test edilen parçacıklar aynı malzemeden yapılmış olsa da, bu çalışmada ölçülen farklı kırılma noktalarının muhtemelen parçacıklarda önceden var olan mikro çatlaklardan ve değişen parçacık boyutlarından kaynaklandığından şüphelenilmektedir. Kırılgan malzemeler için, bir test sırasında çatlak ilerlemesinin başlangıcını ölçmek için akustik emisyon sensörlerinin mevcut olduğu unutulmamalıdır.
Bu NANOVEA Mekanik Test Cihazı nanometre altı seviyeye kadar derinlik yer değiştirme çözünürlükleri sunar,
Bu da onu çok kırılgan mikro parçacıkların veya özelliklerin incelenmesi için harika bir araç haline getirir. Yumuşak ve kırılgan
malzemeler için nano girinti modülümüz ile 0,1 mN'ye kadar yükler mümkündür
Bilyalı Rulmanlar: Yüksek Kuvvet Aşınma Direnci Çalışması
GİRİŞ
Bilyalı rulman, dönme sürtünmesini azaltmak ve radyal ve eksenel yükleri desteklemek için bilyaları kullanır. Yatak yatakları arasındaki yuvarlanan bilyalar, birbirine karşı kayan iki düz yüzeye kıyasla çok daha düşük sürtünme katsayısı (COF) üretir. Bilyalı rulmanlar sıklıkla yüksek temas gerilimi seviyelerine, aşınmaya ve yüksek sıcaklıklar gibi aşırı çevre koşullarına maruz kalır. Bu nedenle, bilyaların yüksek yükler ve aşırı çevre koşulları altında aşınma direnci, bilyalı rulmanın ömrünü uzatmak, onarım ve değiştirme masraflarını ve süresini azaltmak açısından kritik öneme sahiptir.
Bilyalı rulmanlar, hareketli parçaları içeren neredeyse tüm uygulamalarda bulunabilir. Yaygın olarak havacılık ve otomobil gibi ulaşım endüstrilerinin yanı sıra stres çarkı ve kaykay gibi ürünler üreten oyuncak endüstrisinde de kullanılırlar.
YÜKSEK YÜKLERDE RULMAN AŞINMASININ DEĞERLENDİRİLMESİ
Bilyalı rulmanlar geniş bir malzeme listesinden yapılabilir. Yaygın olarak kullanılan malzemeler, paslanmaz çelik ve krom çelik gibi metaller veya tungsten karbür (WC) ve silikon nitrür (Si3n4) gibi seramikler arasında değişir. Üretilen bilyalı rulmanların, verilen uygulama koşulları için ideal aşınma direncine sahip olmasını sağlamak için, yüksek yükler altında güvenilir tribolojik değerlendirmeler gereklidir. Tribolojik testler, hedeflenen uygulama için en iyi adayı seçmek amacıyla farklı bilyalı rulmanların aşınma davranışlarının kontrollü ve izlenen bir şekilde ölçülmesine ve karşılaştırılmasına yardımcı olur.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu çalışmada bir Nanovea sergiliyoruz Tribometre Farklı bilyalı rulmanların yüksek yükler altında aşınma direncini karşılaştırmak için ideal bir araç olarak.
Şekil 1: Rulman testinin kurulumu.
TEST PROSEDÜRÜ
Farklı malzemelerden yapılmış bilyalı rulmanların sürtünme katsayısı, COF ve aşınma direnci Nanovea Tribometre ile değerlendirildi. Karşıt malzeme olarak P100 kumlu zımpara kullanıldı. Bilyalı rulmanların aşınma izleri bir test cihazı kullanılarak incelendi. Nanovea Aşınma testleri tamamlandıktan sonra 3D Temassız Profil Oluşturucu. Test parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir. Aşınma oranı, Kformülü kullanılarak değerlendirilmiştir K=V/(F×s), nerede V aşınmış hacimdir, F normal yük ve s kayma mesafesidir. Top aşınma izleri bir uzman tarafından değerlendirildi. Nanovea Hassas aşınma hacmi ölçümü sağlamak için 3D Temassız Profiler.
Otomatik motorlu radyal konumlandırma özelliği, tribometrenin test süresi boyunca aşınma izinin yarıçapını azaltmasına olanak tanır. Bu test moduna spiral test adı verilir ve bilyeli yatağın her zaman zımpara kağıdının yeni bir yüzeyi üzerinde kaymasını sağlar (Şekil 2). Bilye üzerinde aşınma direnci testinin tekrarlanabilirliğini önemli ölçüde artırır. Dahili hız kontrolü için gelişmiş 20 bit kodlayıcı ve harici konum kontrolü için 16 bit kodlayıcı, hassas gerçek zamanlı hız ve konum bilgisi sağlayarak, kontakta sabit doğrusal kayma hızı elde etmek için dönme hızının sürekli olarak ayarlanmasına olanak tanır.
Bu çalışmada çeşitli bilya malzemeleri arasındaki aşınma davranışını basitleştirmek için P100 Grit zımpara kağıdının kullanıldığını ve başka herhangi bir malzeme yüzeyiyle değiştirilebileceğini lütfen unutmayın. Sıvı veya yağlayıcı gibi gerçek uygulama koşulları altında çok çeşitli malzeme bağlantılarının performansını simüle etmek için herhangi bir katı malzeme ikame edilebilir.
Şekil 2: Zımpara kağıdı üzerinde bilya yatağı için spiral geçişlerin gösterimi.
Tablo 1: Aşınma ölçümlerinin test parametreleri.
SONUÇLAR & TARTIŞMA
Aşınma oranı, bilyalı rulmanın servis ömrünü belirlemek için hayati bir faktördür; rulman performansını ve verimliliğini artırmak için düşük bir COF arzu edilir. Şekil 3, testler sırasında farklı bilyalı rulmanlar için COF'nin gelişimini zımpara kağıdıyla karşılaştırmaktadır. Cr Çelik bilya aşınma testi sırasında ~0,4'lük bir COF artışı gösterirken, SS440 ve Al2O3 bilyalı rulmanlar için ~0,32 ve ~0,28'dir. Öte yandan, WC topu aşınma testi boyunca ~0,2'lik sabit bir COF sergiler. Bilyalı yatakların kaba zımpara kağıdı yüzeyine doğru kayma hareketinin neden olduğu titreşimlere atfedilen, her test boyunca gözlemlenebilir COF değişimi görülebilir.
Şekil 3: Aşınma testleri sırasında COF'nin gelişimi.
Şekil 4 ve Şekil 5, sırasıyla bir optik mikroskop ve Nanovea Temassız optik profil oluşturucu ile ölçüldükten sonra bilyalı rulmanların aşınma izlerini karşılaştırmaktadır ve Tablo 2, aşınma izi analizinin sonuçlarını özetlemektedir. Nanovea 3D profil oluşturucu, bilyalı rulmanların aşınma hacmini hassas bir şekilde belirleyerek farklı bilyalı rulmanların aşınma oranlarının hesaplanmasını ve karşılaştırılmasını mümkün kılar. Aşınma testleri sonrasında Cr Çelik ve SS440 bilyaların seramik bilyalara (Al2O3 ve WC) kıyasla çok daha büyük düzleşmiş aşınma izleri sergiledikleri gözlemlenebilmektedir. Cr Çelik ve SS440 bilyalar sırasıyla 3,7×10-3 ve 3,2×10-3 m3/N·m'lik karşılaştırılabilir aşınma oranlarına sahiptir. Karşılaştırıldığında, Al2O3 topu 7,2×10-4 m3/N·m aşınma oranıyla gelişmiş bir aşınma direnci sergiliyor. WC topu, sığ aşınma izi alanında neredeyse hiç küçük çizikler göstermez, bu da aşınma oranının 3,3×10-6 mm3/N·m kadar önemli ölçüde azalmasına neden olur.
Şekil 4: Testlerden sonra bilyalı rulmanlardaki aşınma izleri.
Şekil 5: Bilyalı rulmanlardaki aşınma izlerinin 3 boyutlu morfolojisi.
Tablo 2: Bilyalı rulmanların aşınma izi analizi.
Şekil 6, dört bilyeli yatağın zımpara kağıdı üzerinde oluşturduğu aşınma izlerinin mikroskop görüntülerini göstermektedir. WC topunun en şiddetli aşınma izini oluşturduğu (yolundaki neredeyse tüm kum parçacıklarını giderdiği) ve en iyi aşınma direncine sahip olduğu açıktır. Buna karşılık, Cr Çelik ve SS440 bilyalar, zımpara kağıdının aşınma izi üzerinde büyük miktarda metal kalıntısı bıraktı.
Bu gözlemler ayrıca spiral testin faydasının önemini göstermektedir. Bilyalı yatağın her zaman zımpara kağıdının yeni yüzeyinde kaymasını sağlar ve bu da aşınma direnci testinin tekrarlanabilirliğini önemli ölçüde artırır.
Şekil 6: Farklı bilyalı yataklara karşı zımpara kağıdı üzerindeki aşınma izleri.
SONUÇ
Bilyalı rulmanların yüksek basınç altındaki aşınma direnci, servis performanslarında hayati bir rol oynar. Seramik bilyalı rulmanlar, yüksek stres koşullarında önemli ölçüde artırılmış aşınma direncine sahiptir ve rulman onarımı veya değiştirilmesi nedeniyle zaman ve maliyeti azaltır. Bu çalışmada WC bilyalı rulmanı, çelik rulmanlara kıyasla önemli ölçüde daha yüksek bir aşınma direnci sergiliyor ve bu da onu ciddi aşınmanın meydana geldiği rulman uygulamaları için ideal bir aday haline getiriyor.
Nanovea Tribometre, 2000 N'a kadar yükler için yüksek tork kapasitesi ve 0,01 ile 15.000 rpm arasındaki dönüş hızları için hassas ve kontrollü motorla tasarlanmıştır. Önceden entegre edilmiş tek bir sistemde isteğe bağlı yüksek sıcaklıkta aşınma ve yağlama modülleri ile ISO ve ASTM uyumlu döner ve doğrusal modları kullanarak tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar. Bu eşsiz aralık, kullanıcıların bilyalı rulmanların yüksek stres, aşınma ve yüksek sıcaklık gibi farklı zorlu çalışma ortamlarını simüle etmelerine olanak tanır. Aynı zamanda, yüksek yükler altında aşınmaya karşı üstün dirençli malzemelerin tribolojik davranışlarını niceliksel olarak değerlendirmek için ideal bir araç görevi görür.
Nanovea 3D Temassız Profiler, hassas aşınma hacmi ölçümleri sağlar ve aşınma izlerinin ayrıntılı morfolojisini analiz eden bir araç görevi görerek aşınma mekanizmalarının temel anlayışına ilişkin ek bilgiler sağlar.
Tarafından hazırlanmıştır
Duanjie Li, PhD, Jonathan Thomas ve Pierre Leroux
Dental Aletler: Boyutsal ve Yüzey Pürüzlülüğü Analizi
GİRİŞ
Hassas boyutlara ve optimum yüzey pürüzlülüğüne sahip olmak, diş vidalarının işlevselliği açısından hayati öneme sahiptir. Çoğu diş vidası boyutu, yarıçaplar, açılar, mesafeler ve adım yükseklikleri gibi yüksek hassasiyet gerektirir. Kayma sürtünmesini en aza indirmek amacıyla insan vücudunun içine yerleştirilen herhangi bir tıbbi alet veya parça için yerel yüzey pürüzlülüğünü anlamak da son derece önemlidir.
BOYUTLU ÇALIŞMA İÇİN TEMASSIZ PROFİLOMETRİ
Nanovea 3D Temassız Profil Oluşturucular Herhangi bir malzeme yüzeyini ölçmek için kromatik ışık tabanlı bir teknoloji kullanın: şeffaf, opak, aynasal, dağınık, cilalı veya pürüzlü. Temaslı prob tekniğinden farklı olarak temassız teknik, dar alanların içinde ölçüm yapabilir ve ucun daha yumuşak bir plastik malzemeye baskı yapmasının neden olduğu deformasyon nedeniyle herhangi bir yapısal hata eklemez. Kromatik ışık tabanlı teknoloji aynı zamanda odak değişimi teknolojisine kıyasla üstün yanal ve yükseklik doğruluğu sunar. Nanovea Profiler'lar geniş yüzeyleri dikiş yapmadan doğrudan tarayabilir ve bir parçanın uzunluğunun profilini birkaç saniye içinde çıkarabilir. Profilcinin, sonuçları manipüle eden herhangi bir karmaşık algoritma olmadan yüzeyleri ölçebilme yeteneği sayesinde, nano makro aralıktaki yüzey özellikleri ve yüksek yüzey açıları ölçülebilir.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu uygulamada, Nanovea ST400 Optik Profilleyici, tek bir ölçümde diş vidasının düz ve dişli özelliklerini ölçmek için kullanıldı. Düz alandan yüzey pürüzlülüğü hesaplandı ve dişli unsurların çeşitli boyutları belirlendi.
Analiz edilen diş vidası örneği NANOVEA Optik Profilleyici.
Diş vidası örneği analiz edildi.
SONUÇLAR
3D Yüzey
Diş vidasının 3B Görünümü ve Sahte Renk Görünümü, diş açmanın her iki taraftan başladığı düz bir alanı gösterir. Kullanıcılara vidanın morfolojisini farklı açılardan doğrudan gözlemlemeleri için basit bir araç sağlar. Düz alan, yüzey pürüzlülüğünü ölçmek için tam taramadan çıkarıldı.
2D Yüzey Analizi
Vidanın kesit görünümünü göstermek için yüzeyden çizgi profilleri de çıkarılabilir. Vidanın belirli bir yerindeki hassas boyutları ölçmek için Kontur Analizi ve adım yüksekliği çalışmaları kullanıldı.
SONUÇ
Bu uygulamada, Nanovea 3D Temassız Profil Oluşturucunun yerel yüzey pürüzlülüğünü hassas bir şekilde hesaplama ve tek bir taramada büyük boyutlu özellikleri ölçme yeteneğini sergiledik.
Veriler 0,9637 μm'lik yerel yüzey pürüzlülüğünü göstermektedir. Vidanın dişler arasındaki yarıçapı 1,729 mm, dişlerin ortalama yüksekliği ise 0,413 mm olarak bulunmuştur. Dişler arasındaki ortalama açı 61,3° olarak belirlendi.
Burada gösterilen veriler, analiz yazılımında mevcut olan hesaplamaların yalnızca bir kısmını temsil etmektedir.
Tarafından hazırlanmıştır
Duanjie Li, PhD., Jonathan Thomas ve Pierre Leroux
Seramikler: Tane Tespiti için Nanoindentasyon Hızlı Haritalama
GİRİŞ
Nanoindentasyon malzemelerin mekanik davranışlarını küçük ölçeklerde ölçmek için yaygın olarak uygulanan bir teknik haline gelmiştir.i ii. Bir nanoindentasyon ölçümünden elde edilen yüksek çözünürlüklü yük-yer değiştirme eğrileri, sertlik, Young modülü, sürünme, kırılma tokluğu ve diğerleri dahil olmak üzere çeşitli fiziko-mekanik özellikler sağlayabilir.
Hızlı Haritalama Girintisinin Önemi
Nanoindentasyon tekniğinin daha da yaygınlaştırılması için önemli bir darboğaz zaman tüketimidir. Geleneksel nanoindentasyon prosedürüyle mekanik özellik haritalaması kolayca saatler sürebilir ve bu da tekniğin yarı iletken, havacılık, MEMS, seramik karolar gibi tüketici ürünleri ve diğerleri gibi seri üretim endüstrilerinde uygulanmasını engeller.
Hızlı haritalamanın seramik karo imalat endüstrisinde önemli olduğu kanıtlanabilir; Hardness ve Young'ın tek bir seramik karo üzerindeki modül haritalamaları, yüzeyin ne kadar homojen olduğunu gösteren bir veri dağılımı sunabilir. Bu haritada bir karo üzerindeki daha yumuşak bölgeler ana hatlarıyla çizilebilir ve birinin evinde her gün meydana gelen fiziksel etkilerden dolayı arızalanmaya daha yatkın yerler gösterilebilir. Karşılaştırmalı çalışmalar için farklı tipte karolar üzerinde, kalite kontrol süreçlerinde ise karo tutarlılığını ölçmek için benzer karolardan oluşan bir parti üzerinde haritalamalar yapılabilir. Hızlı haritalama yöntemiyle ölçüm kurulumlarının kombinasyonu kapsamlı, aynı zamanda doğru ve verimli olabilir.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu çalışmada, Nanovea Mekanik Test CihazıFastMap modunda, bir zemin karosunun mekanik özelliklerini yüksek hızlarda haritalamak için kullanılır. Nanovea Mekanik Test Cihazının yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlikle iki hızlı nanoindentasyon eşlemesi gerçekleştirme kapasitesini sergiliyoruz.
Test Koşulları
Nanovea Mekanik Test Cihazı, bir Berkovich girintisi kullanılarak bir yer karosu üzerinde FastMap Modu ile bir dizi nano girinti gerçekleştirmek için kullanıldı. Oluşturulan iki girinti matrisi için test parametreleri aşağıda özetlenmiştir.
Tablo 1: Test parametre özeti.
SONUÇLAR & TARTIŞMA
Şekil 1: 625 girintili sertlik eşlemesinin 2B ve 3B görünümü.
Şekil 2: Taneyi gösteren 625 girintili matrisin mikrografı.
0,20 mm'lik bir yüzeyde 625 girintili bir matris gerçekleştirildi2 büyük görünür taneciklerin bulunduğu alan. Bu tanecik (Şekil 2), karonun genel yüzeyinden daha düşük bir ortalama sertliğe sahipti. Nanovea Mekanik Yazılımı, kullanıcının Şekil 1'de gösterilen sertlik dağılım haritasını 2D ve 3D modunda görmesine olanak tanır. Yazılım, numune tablasının yüksek hassasiyetli konum kontrolünü kullanarak, kullanıcıların bu gibi alanları derinlemesine hedeflemesine olanak tanır. mekanik özelliklerin haritalanması.
Şekil 3: 1600 girintili sertlik eşlemesinin 2B ve 3B görünümü.
Şekil 4: 1600 girintili matrisin mikrografı.
Yüzeyin homojenliğini ölçmek için aynı karo üzerinde 1600 girintili bir matris de oluşturuldu. Burada kullanıcı yine 3D veya 2D modunda sertlik dağılımını (Şekil 3) ve girintili yüzeyin mikroskop görüntüsünü görme olanağına sahiptir. Sunulan sertlik dağılımına dayanarak, yüksek ve düşük sertlik veri noktalarının eşit şekilde dağılmasından dolayı malzemenin gözenekli olduğu sonucuna varılabilir.
Geleneksel nanoindentasyon prosedürleriyle karşılaştırıldığında, bu çalışmadaki FastMap modu önemli ölçüde daha az zaman alıcı ve daha uygun maliyetlidir. Sertlik ve Young Modülü de dahil olmak üzere mekanik özelliklerin hızlı niceliksel haritalanmasına olanak tanır ve seri üretimde çeşitli malzemelerin kalite kontrolü için kritik olan tane tespiti ve malzeme tutarlılığı için bir çözüm sunar.
SONUÇ
Bu çalışmada, Nanovea Mekanik Test Cihazının FastMap modunu kullanarak hızlı ve hassas nanoindentasyon haritalaması yapma kapasitesini sergiledik. Seramik karo üzerindeki mekanik özellik haritaları, yüzey tanelerini tespit etmek ve bir yüzeyin homojenliğini yüksek hızda ölçmek için kademelerin konum kontrolünü (0,2 µm doğrulukla) ve kuvvet modülü hassasiyetini kullanır.
Bu çalışmada kullanılan test parametreleri matrisin boyutuna ve numune malzemesine göre belirlenmiştir. Toplam girinti döngüsü süresini girinti başına 3 saniyeye (veya her 10 girinti için 30 saniyeye) optimize etmek için çeşitli test parametreleri seçilebilir.
Nanovea Mekanik Test Cihazının Nano ve Mikro modüllerinin tümü ISO ve ASTM uyumlu girinti, çizilme ve aşınma test cihazı modlarını içerir ve tek bir sistemde mevcut en geniş ve en kullanıcı dostu test aralığını sağlar. Nanovea'nın eşsiz ürün yelpazesi, ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt katmanların sertlik, Young Modülü, kırılma tokluğu, yapışma, aşınma direnci ve diğerleri dahil olmak üzere tüm mekanik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür.
Ayrıca, pürüzlülük gibi diğer yüzey ölçümlerine ek olarak girinti, çizik ve aşınma izinin yüksek çözünürlüklü 3D görüntülenmesi için isteğe bağlı 3D temassız profil oluşturucu ve AFM Modülü mevcuttur.
Yazar: Duanjie Li, Doktora Pierre Leroux ve Jocelyn Esparza tarafından revize edilmiştir
Microindendation ile Madencilik Prosedürlerini İyileştirin
MİKROINDENTASYON ARAŞTIRMASI VE KALİTE KONTROLÜ
Kaya mekaniği, kaya kütlelerinin mekanik davranışlarının incelenmesidir ve madencilik, sondaj, rezervuar üretimi ve inşaat sektörlerinde uygulanmaktadır. Mekanik özelliklerin hassas ölçümü ile gelişmiş enstrümantasyon, bu endüstrilerde parça ve prosedür iyileştirmesine olanak tanır. Başarılı kalite kontrol prosedürleri, kaya mekaniğinin mikro ölçekte anlaşılmasıyla sağlanır.
Mikroindentasyon kaya mekaniği ile ilgili çalışmalar için kullanılan çok önemli bir araçtır. Bu teknikler, kaya kütlesi özelliklerinin daha iyi anlaşılmasını sağlayarak kazı tekniklerini geliştirir. Mikroindentasyon, madencilik prosedürlerini iyileştiren matkap başlıklarını geliştirmek için kullanılır. Mikroindentasyon, minerallerden tebeşir ve toz oluşumunu incelemek için kullanılmıştır. Mikroindentasyon çalışmaları sertlik, Young modülü, sünme, gerilme-gerinim, kırılma tokluğu ve sıkıştırmayı tek bir aletle içerebilir.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu uygulamada Nanovea mekanik test cihazı bir mineral kaya örneğinin Vickers sertliğini (Hv), Young modülünü ve kırılma dayanıklılığını ölçer. Kaya, standart granit kompozitini oluşturan biyotit, feldspat ve kuvarstan oluşur. Her biri ayrı ayrı test edilir.
SONUÇLAR VE TARTIŞMA
Bu bölüm, farklı numuneler için ana sayısal sonuçları karşılaştıran bir özet tablo ve ardından gerçekleştirilen her bir girintiyi içeren ve mevcut olduğunda girintinin mikrografları ile birlikte tam sonuç listelerini içermektedir. Bu tam sonuçlar, Sertlik ve Young modülünün ölçülen değerlerini, ortalamaları ve standart sapmalarıyla birlikte penetrasyon derinliği (Δd) olarak sunmaktadır. Yüzey pürüzlülüğünün girinti ile aynı boyut aralığında olması durumunda sonuçlarda büyük farklılıklar oluşabileceği göz önünde bulundurulmalıdır.
Sertlik ve Kırılma Tokluğu için ana sayısal sonuçların özet tablosu
SONUÇ
Nanovea mekanik test cihazı, mineral kayanın sert yüzeyinde tekrarlanabilirlik ve hassas indentasyon sonuçları göstermektedir. Graniti oluşturan her bir malzemenin sertliği ve Young modülü doğrudan derinliğe karşı yük eğrilerinden ölçülmüştür. Pürüzlü yüzey, mikro çatlamaya neden olabilecek daha yüksek yüklerde test anlamına geliyordu. Mikro çatlama, ölçümlerde görülen bazı varyasyonları açıklayabilir. Pürüzlü numune yüzeyi nedeniyle çatlaklar standart mikroskopi gözlemi ile algılanamamıştır. Bu nedenle, çatlak uzunluğu ölçümleri gerektiren geleneksel kırılma tokluğu sayılarını hesaplamak mümkün değildir. Bunun yerine, sistemi yükler artarken derinliğe karşı yük eğrilerindeki dislokasyonlar yoluyla çatlakların başlamasını tespit etmek için kullandık.
Kırılma eşiği yükleri, arızaların meydana geldiği yüklerde rapor edilmiştir. Sadece çatlak uzunluğunu ölçen geleneksel kırılma tokluğu testlerinin aksine, eşik kırılmanın başladığı bir yük elde edilir. Ayrıca, kontrollü ve yakından izlenen ortam, sertlik ölçümünün çeşitli numuneleri karşılaştırmak için nicel bir değer olarak kullanılmasına olanak tanır.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Hat İçi Pürüzlülük Denetimi
In-Line Profilleyicilerle Anında Hata Tespiti
Yüzey pürüzlülüğü ve dokusu bir ürünün son kullanımı için hayati önem taşır. Ürün yüzeyinin hızlı, ölçülebilir ve güvenilir hat içi denetimi, kusurlu ürünlerin anında tespit edilmesini ve böylece işin belirlenmesini sağlar
üretim hattının koşulları. Sadece üretkenliği ve verimliliği artırmakla kalmaz, aynı zamanda kusur oranlarını da azaltır,
yeniden çalışma ve israf.
HAT İÇİ PÜRÜZLÜLÜK DENETİMİ İÇİN TEMASSIZ PROFİLLEYİCİNİN ÖNEMİ
Yüzey kusurları malzeme işleme ve ürün imalatından kaynaklanır. Hat içi yüzey kalite kontrolü, son ürünlerin en sıkı kalite kontrolünü sağlar. Nanovea 3D Temassız Profilometreler Bir numunenin pürüzlülüğünü temassız olarak belirlemek için benzersiz bir yeteneğe sahip kromatik eş odaklı teknolojiyi kullanır. Ürünün farklı alanlarının pürüzlülüğünü ve dokusunu aynı anda izlemek için birden fazla profil oluşturucu sensör kurulabilir. Analiz yazılımı tarafından gerçek zamanlı olarak hesaplanan pürüzlülük eşiği, hızlı ve güvenilir bir başarılı/başarısız aracı olarak hizmet eder.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu çalışmada, akrilik ve zımpara kağıdı numunelerinin yüzey pürüzlülüğünü incelemek için bir nokta sensörü ile donatılmış Nanovea pürüzlülük inceleme konveyör sistemi kullanılmıştır. Nanovea temassız profilometrenin bir üretim hattında gerçek zamanlı olarak hızlı ve güvenilir hat içi pürüzlülük denetimi sağlama kapasitesini sergiliyoruz.
SONUÇLAR VE TARTIŞMA
Konveyör profilometre sistemi Tetikleme Modu ve Sürekli Mod olmak üzere iki modda çalışabilir. Şekil 2'de gösterildiği gibi, numunelerin yüzey pürüzlülüğü Tetikleme Modu altında optik profilleyici başlıklarının altından geçerken ölçülür. Buna karşılık, Sürekli Mod, metal levha ve kumaş gibi sürekli numune üzerindeki yüzey pürüzlülüğünün kesintisiz olarak ölçülmesini sağlar. Farklı numune alanlarının pürüzlülüğünü izlemek ve kaydetmek için birden fazla optik profilleyici sensörü takılabilir.
Gerçek zamanlı pürüzlülük denetimi ölçümü sırasında, Şekil 4 ve Şekil 5'te gösterildiği gibi yazılım pencerelerinde başarılı ve başarısız uyarıları görüntülenir. Pürüzlülük değeri verilen eşikler dahilinde olduğunda, ölçülen pürüzlülük yeşil renkte vurgulanır. Bununla birlikte, ölçülen yüzey pürüzlülüğü ayarlanan eşik değerlerinin aralığının dışında olduğunda vurgu kırmızıya döner. Bu, kullanıcıya bir ürünün yüzey kalitesinin belirlenmesi için bir araç sağlar.
Aşağıdaki bölümlerde, Denetim sisteminin Tetikleme ve Sürekli Modlarını göstermek için Akrilik ve Zımpara Kağıdı gibi iki tür numune kullanılmaktadır.
Tetikleme Modu: Akrilik Numunenin yüzey incelemesi
Bir dizi Akrilik numune taşıyıcı bant üzerinde hizalanır ve Şekil 1'de gösterildiği gibi optik profilleyici kafasının altında hareket eder. Şekil 6'daki yanlış renk görünümü yüzey yüksekliğinin değişimini göstermektedir. Ayna benzeri bitmiş Akrilik numunelerin bazıları, Şekil 6b'de gösterildiği gibi pürüzlü bir yüzey dokusu oluşturmak için zımparalanmıştır.
Akrilik numuneler optik profilleyici başlığı altında sabit bir hızda hareket ederken, yüzey profili Şekil 7 ve Şekil 8'de gösterildiği gibi ölçülür. Ölçülen profilin pürüzlülük değeri aynı anda hesaplanır ve eşik değerlerle karşılaştırılır. Pürüzlülük değeri ayarlanan eşik değerin üzerinde olduğunda kırmızı arıza uyarısı başlatılır ve kullanıcıların üretim hattındaki kusurlu ürünü hemen tespit etmesine ve bulmasına olanak tanır.
Sürekli Mod: Zımpara kağıdı numunesinin Yüzey Kontrolü
Şekil 9'da gösterildiği gibi zımpara kağıdı numunesi yüzeyinin Yüzey Yükseklik Haritası, Pürüzlülük Dağılım Haritası ve Geçti / Kaldı Pürüzlülük Eşik Haritası. Zımpara kağıdı numunesi, yüzey yüksekliği haritasında gösterildiği gibi kullanılan kısımda birkaç yüksek tepeye sahiptir. Şekil 9C'nin paletindeki farklı renkler yerel yüzeyin pürüzlülük değerini temsil etmektedir. Pürüzlülük Haritası, zımpara kağıdı örneğinin sağlam alanında homojen bir pürüzlülük sergilerken, kullanılan alan koyu mavi renkle vurgulanarak bu bölgedeki pürüzlülük değerinin azaldığını gösterir. Şekil 9D'de gösterildiği gibi bu tür bölgelerin yerini belirlemek için bir Geçti/Kaldı pürüzlülük eşiği ayarlanabilir.
Zımpara kağıdı sürekli olarak in-line profilleyici sensörünün altından geçerken, gerçek zamanlı yerel pürüzlülük değeri hesaplanır ve Şekil 10'da gösterildiği gibi kaydedilir. Başarılı/başarısız uyarıları, ayarlanan pürüzlülük eşik değerlerine göre yazılım ekranında görüntülenir ve kalite kontrol için hızlı ve güvenilir bir araç olarak hizmet eder. Üretim hattındaki ürün yüzey kalitesi, kusurlu alanları zamanında keşfetmek için yerinde denetlenir.
SONUÇ
Bu uygulamada, optik temassız profilleyici sensör ile donatılmış Nanovea Konveyör Profilometresinin etkili ve verimli bir şekilde güvenilir bir hat içi kalite kontrol aracı olarak çalıştığını gösterdik.
Denetim sistemi, ürünlerin yüzey kalitesini yerinde izlemek için üretim hattına kurulabilir. Pürüzlülük eşiği, ürünlerin yüzey kalitesini belirlemek için güvenilir bir kriter olarak çalışır ve kullanıcıların kusurlu ürünleri zamanında fark etmelerini sağlar. Tetikleme Modu ve Sürekli Mod olmak üzere iki denetim modu, farklı ürün türleri üzerindeki denetim gereksinimlerini karşılamak için sağlanmıştır.
Burada gösterilen veriler, analiz yazılımında bulunan hesaplamaların yalnızca bir kısmını temsil etmektedir. Nanovea Profilometreler, Yarı İletken, Mikroelektronik, Solar, Fiber, Optik, Otomotiv, Havacılık ve Uzay, Metalurji, İşleme, Kaplama, İlaç, Biyomedikal, Çevre ve diğer birçok alanda neredeyse her yüzeyi ölçer.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Halka Üzerinde Blok Aşınma Testi
HALKA ÜZERİNDE BLOK AŞINMASI DEĞERLENDİRMESİNİN ÖNEMİ
Kayma aşınması, iki malzemenin yük altında temas alanında birbirlerine karşı kayması sonucu oluşan aşamalı malzeme kaybıdır. Otomotiv, havacılık, petrol ve gaz ve diğerleri de dahil olmak üzere makine ve motorların çalıştığı çok çeşitli endüstrilerde kaçınılmaz olarak meydana gelir. Bu tür bir kayma hareketi yüzeyde ciddi mekanik aşınmaya ve malzeme transferine neden olur, bu da üretim verimliliğinin, makine performansının düşmesine ve hatta makinenin hasar görmesine yol açabilir.
Kayma aşınması genellikle temas yüzeyinde meydana gelen yapışma aşınması, iki cisim aşınması, üç cisim aşınması ve yorulma aşınması gibi karmaşık aşınma mekanizmalarını içerir. Malzemelerin aşınma davranışı normal yükleme, hız, korozyon ve yağlama gibi çalışma ortamından önemli ölçüde etkilenir. Çok yönlü tribometre Farklı gerçekçi çalışma koşullarını simüle edebilen aşınma değerlendirmesi için ideal olacaktır.
Halka Üzerinde Blok (ASTM G77) testi, malzemelerin farklı simüle edilmiş koşullardaki kayma aşınma davranışlarını değerlendiren, belirli tribolojik uygulamalar için malzeme çiftlerinin güvenilir şekilde derecelendirilmesine olanak tanıyan, yaygın olarak kullanılan bir tekniktir.
Halka Üzerinde Blok (ASTM G77) testi, malzemelerin farklı simüle edilmiş koşullardaki kayma aşınma davranışlarını değerlendiren, belirli tribolojik uygulamalar için malzeme çiftlerinin güvenilir şekilde derecelendirilmesine olanak tanıyan, yaygın olarak kullanılan bir tekniktir.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu uygulamada, Nanovea Mekanik Test Cihazı paslanmaz çelik SS304 ve alüminyum Al6061 metal alaşım numunelerinin YS ve UTS değerlerini ölçmektedir. Numuneler, Nanovea'nın indentasyon yöntemlerinin güvenilirliğini gösteren yaygın olarak bilinen YS ve UTS değerleri için seçilmiştir.
Bir H-30 bloğunun bir S-10 halkası üzerindeki kayma aşınma davranışı, Block-on-Ring modülü kullanılarak Nanovea'nın tribometresi tarafından değerlendirildi. H-30 bloğu 30HRC sertlikte 01 takım çeliğinden yapılırken, S-10 halkası 58 ila 63 HRC yüzey sertliğinde ve ~34,98 mm halka çapında 4620 tipi çelikten yapılmıştır. Aşınma davranışı üzerindeki etkiyi araştırmak için kuru ve yağlanmış ortamlarda Block-on-Ring testleri yapıldı. USP ağır mineral yağında yağlama testleri yapıldı. Aşınma izi Nanovea kullanılarak incelendi 3D temassız profilometre. Test parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir. Aşınma oranı (K), K=V/(Fxs) formülü kullanılarak değerlendirilmiştir; burada V aşınmış hacim, F normal yük, s ise kayma mesafesidir.
SONUÇLAR VE TARTIŞMA
Şekil 2 kuru ve yağlanmış ortamlarda Halka Üzerinde Blok testlerinin sürtünme katsayısını (COF) karşılaştırmaktadır. Blok, kuru bir ortamda, yağlanmış bir ortama göre önemli ölçüde daha fazla sürtünmeye sahiptir. COF
ilk 50 devirdeki alıştırma periyodu sırasında dalgalanır ve 200 devir aşınma testinin geri kalanı için ~0,8'lik sabit bir COF'ye ulaşır. Karşılaştırıldığında, USP ağır mineral yağlamada gerçekleştirilen Block-on-Ring testi, 500.000 devir aşınma testi boyunca 0,09'luk sabit düşük COF sergiliyor. Yağlayıcı, yüzeyler arasındaki COF'yi ~90 kat kadar önemli ölçüde azaltır.
Şekil 3 ve 4, kuru ve yağlanmış aşınma testlerinden sonra bloklardaki aşınma izlerinin optik görüntülerini ve kesit 2D profillerini göstermektedir. Aşınma izi hacimleri ve aşınma oranları Tablo 2'de listelenmiştir. Kuru aşınma testinden sonra 200 devir için 72 rpm'lik daha düşük bir dönme hızında çelik blok 9,45 mm˙'lik büyük bir aşınma izi hacmi sergilemektedir. Buna karşılık, mineral yağlayıcıda 500.000 devir için 197 rpm'lik daha yüksek bir hızda gerçekleştirilen aşınma testi, 0,03 mm˙'lik önemli ölçüde daha küçük bir aşınma izi hacmi oluşturur.
Şekil 3'teki görüntüler, yağlanmış aşınma testindeki hafif aşınmaya kıyasla kuru koşullardaki testler sırasında ciddi aşınma meydana geldiğini göstermektedir. Kuru aşınma testi sırasında oluşan yüksek ısı ve yoğun titreşimler metalik döküntülerin oksitlenmesini teşvik ederek ciddi üç cisim aşınmasına neden olur. Yağlı testte mineral yağ sürtünmeyi azaltır ve temas yüzeyini soğutur, ayrıca aşınma sırasında oluşan aşındırıcı kalıntıları uzaklaştırır. Bu da aşınma oranının ~8×10ˆ kat azalmasına yol açar. Farklı ortamlarda aşınma direncindeki bu önemli farklılık, gerçekçi hizmet koşullarında uygun kayma aşınması simülasyonunun önemini göstermektedir.
Test koşullarında küçük değişiklikler yapıldığında aşınma davranışı büyük ölçüde değişebilir. Nanovea'nın tribometresinin çok yönlülüğü, yüksek sıcaklık, yağlama ve tribokorozyon koşullarında aşınma ölçümüne olanak sağlar. Gelişmiş motorun hassas hız ve konum kontrolü, aşınma testlerinin 0,001 ila 5000 rpm arasında değişen hızlarda gerçekleştirilmesini sağlayarak, farklı tribolojik koşullarda aşınmayı araştırmak için araştırma/test laboratuvarları için ideal bir araç haline getirir.
Numunelerin yüzey durumu Nanovea'nın temassız optik proÿlometresi ile incelenmiştir. Şekil 5, aşınma testlerinden sonra halkaların yüzey morfolojisini göstermektedir. Kayma aşınma sürecinin yarattığı yüzey morfolojisini ve pürüzlülüğü daha iyi göstermek için silindir formu çıkarılmıştır. Üç gövdeli aşınma süreci nedeniyle 200 devirlik kuru aşınma testi sırasında önemli yüzey pürüzlenmesi meydana gelmiştir. Kuru aşınma testinden sonra blok ve bilezik sırasıyla 14,1 ve 18,1 µm pürüzlülük Ra sergilerken, daha yüksek hızda uzun süreli 500.000 devir yağlanmış aşınma testi için bu değerler 5,7 ve 9,1 µm'dir. Bu test, piston segmanı-silindir temasının uygun şekilde yağlanmasının önemini göstermektedir. Şiddetli aşınma, yağlama olmadan temas yüzeyine hızla zarar verir ve servis kalitesinin geri döndürülemez şekilde bozulmasına ve hatta motorun kırılmasına neden olur.
SONUÇ
Bu çalışmada, Nanovea'nın Tribometresinin, ASTM G77 Standardını takip eden Block-on-Ring modülünü kullanarak bir çelik metal çiftinin kayma aşınma davranışını değerlendirmek için nasıl kullanıldığını gösteriyoruz. Yağlayıcı, malzeme çiftinin aşınma özelliklerinde kritik bir rol oynar. Mineral yağ, H-30 bloğunun aşınma oranını ~8×10ˆ kat ve COF'yi ~90 kat azaltır. Nanovea'nın Tribometresinin çok yönlülüğü, onu çeşitli yağlama, yüksek sıcaklık ve tribokorozyon koşulları altında aşınma davranışını ölçmek için ideal bir araç haline getirir.
Nanovea'nın Tribometresi, önceden entegre edilmiş tek bir sistemde isteğe bağlı yüksek sıcaklıkta aşınma, yağlama ve tribo-korozyon modülleri ile ISO ve ASTM uyumlu döner ve doğrusal modları kullanarak hassas ve tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar. Nanovea'nın eşsiz ürün yelpazesi, ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt katmanların tüm tribolojik özelliklerinin belirlenmesi için ideal bir çözümdür.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
3D Profilometri ile Kompozit Malzeme Analizi
Kompozit Malzemeler İçin Temassız Profilometrinin Önemi
Kompozit malzemelerin takviye uygulamalarında mümkün olduğunca güçlü olması için kusurların en aza indirilmesi çok önemlidir. Anizotropik bir malzeme olarak, yüksek performans öngörülebilirliğini korumak için örgü yönünün tutarlı olması kritik önem taşır. Kompozit malzemeler en yüksek mukavemet/ağırlık oranlarından birine sahiptir ve bazı durumlarda çelikten daha güçlüdür. Kimyasal kırılganlığı ve termal genleşme etkilerini en aza indirmek için kompozitlerde açıkta kalan yüzey alanını sınırlamak önemlidir. Profilometri yüzey denetimi, uzun bir hizmet süresi boyunca güçlü performans sağlamak için kompozitlerin kalite kontrol üretimi için kritik öneme sahiptir.
Nanovea'nın 3D Temassız Profilometre dokunmatik problar veya interferometri gibi diğer yüzey ölçüm tekniklerinden farklıdır. Profilometrelerimiz neredeyse her yüzeyi ölçmek için eksenel kromatizmi kullanır ve açık evreleme, herhangi bir hazırlık gerektirmeden her boyuttaki numunelerin alınmasına olanak tanır. Nano aracılığıyla makro ölçümler, yüzey profili ölçümü sırasında numune yansıması veya emiliminden sıfır etkiyle elde edilir. Profilometrelerimiz herhangi bir malzemeyi kolayca ölçer: şeffaf, opak, aynasal, dağınık, cilalı ve pürüzlü, yazılım manipülasyonu olmadan yüksek yüzey açılarını ölçmeye yönelik gelişmiş yetenek ile. Temassız Profilometre tekniği, kompozit malzeme yüzey çalışmalarını en üst düzeye çıkarmak için ideal ve kullanıcı dostu bir yetenek sağlar; kombine 2D ve 3D yeteneğinin avantajlarıyla birlikte.
Ölçüm Hedefi
Bu uygulamada kullanılan Nanovea HS2000L Profilometre, karbon fiber kompozitlerin iki örgüsünün yüzeyini ölçmüştür. Kompozitleri karakterize etmek için yüzey pürüzlülüğü, örgü uzunluğu, izotropi, fraktal analiz ve diğer yüzey parametreleri kullanılmıştır. Ölçülen alan rastgele seçilmiş ve Nanovea'nın güçlü yüzey analiz yazılımı kullanılarak özellik değerlerinin karşılaştırılabileceği kadar büyük olduğu varsayılmıştır.
Sonuçlar ve Tartışma
Yüzey Analizi
Yükseklik parametreleri, kompozit parçaların düşük elyaf / matris oranı ile ne kadar pürüzlü olacağını belirler. Sonuçlarımız, işlem sonrası yüzey kalitesini belirlemek için farklı örgü türlerini ve kumaşı karşılaştırmaktadır. Aerodinamiğin söz konusu olabileceği uygulamalarda yüzey kalitesi kritik hale gelmektedir.
İzotropi
İzotropi, beklenen özellik değerlerini belirlemek için örgünün yönlülüğünü gösterir. Çalışmamız, çift yönlü kompozitin beklendiği gibi ~60% izotropik olduğunu göstermektedir. Bu arada, tek yönlü kompozit, güçlü tek elyaf yolu yönü elyafı nedeniyle ~13% izotropiktir.
Örgü Analizi
Örgü boyutu, kompozitte kullanılan elyafların paketlenme tutarlılığını ve genişliğini belirler. Çalışmamız, kaliteli parçalar sağlamak için örgü boyutunu mikron hassasiyetinde ne kadar kolay ölçebileceğimizi göstermektedir.
Doku Analizi
Baskın dalga boyunun doku analizi, her iki kompozit için lif boyutunun 4,27 mikron kalınlığında olduğunu göstermektedir. Elyaf yüzeyinin fraktal boyut analizi, elyafların bir matris içinde ne kadar kolay yerleşeceğini bulmak için pürüzsüzlüğü belirler. Tek yönlü elyafın fraktal boyutu çift yönlü elyaftan daha yüksektir ve bu da kompozitlerin işlenmesini etkileyebilir.
Sonuç
Bu uygulamada, Nanovea HS2000L Temassız Profilometre'nin kompozit malzemelerin lifli yüzeyini hassas bir şekilde karakterize ettiğini gösterdik. Yükseklik parametreleri, izotropi, doku analizi ve mesafe ölçümlerinin yanı sıra çok daha fazlası ile karbon fiber örgü tipleri arasındaki farkları ayırt ettik.
Profilometre yüzey ölçümlerimiz kompozit hasarı hassas ve hızlı bir şekilde azaltarak parçalardaki kusurları azaltır ve kompozit malzeme kapasitesini en üst düzeye çıkarır. Nanovea'nın 3D profilometre hızı, araştırma uygulamalarında yüksek hızlı denetim ihtiyaçlarına uygunluk için <1mm / s ila 500mm / s arasında değişmektedir. Nanovea profilometre çözümdür
her türlü kompozit ölçüm ihtiyacına cevap verir.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Nanoindentasyon ile Biyolojik Doku Sertlik Değerlendirmesi
Biyolojik Doku Nanoindentasyonunun Önemi
Geleneksel mekanik testler (sertlik, yapışma, sıkıştırma, delinme, akma dayanımı vb.), dokulardan kırılgan malzemelere kadar çok çeşitli gelişmiş malzemelerin bulunduğu günümüzün kalite kontrol ortamlarında daha fazla hassasiyet ve güvenilirlik gerektirir. Geleneksel mekanik enstrümantasyon, gelişmiş malzemeler için gereken hassas yük kontrolünü ve çözünürlüğü sağlayamamaktadır. Biyomalzemelerle ilgili zorluklar, son derece yumuşak malzemeler üzerinde doğru yük kontrolü yapabilen mekanik testlerin geliştirilmesini gerektirmektedir. Bu malzemeler, uygun özellik ölçümünü sağlamak için geniş derinlik aralığına sahip çok düşük mN altı test yükleri gerektirir. Buna ek olarak, birçok farklı mekanik test türü tek bir sistem üzerinde gerçekleştirilebilir ve bu da daha fazla işlevsellik sağlar. Bu, biyomalzemeler üzerinde çizilme direnci ve akma dayanımı hata noktalarına ek olarak sertlik, elastik modül, kayıp ve depolama modülü ve sürünme dahil olmak üzere bir dizi önemli ölçüm sağlar.
Ölçüm Hedefi
Bu uygulamada Nanovea'nın nanoindentasyon modundaki mekanik test cihazı, prosciutto'nun yağ, açık et ve koyu et bölgelerinde bir biyomalzeme ikamesinin 3 ayrı alanının sertliğini ve elastik modülünü incelemek için kullanılmıştır.
Nano indentasyon, ASTM E2546 ve ISO 14577 enstrümanlı indentasyon standartlarına dayanmaktadır. Bilinen geometriye sahip bir girinti ucunun, kontrollü artan normal yük ile test malzemesinin belirli bir bölgesine sürüldüğü yerleşik yöntemleri kullanır. Önceden ayarlanmış bir maksimum derinliğe ulaşıldığında, tamamen gevşeme gerçekleşene kadar normal yük azaltılır. Yük, bir piezo aktüatör tarafından uygulanır ve yüksek hassasiyetli bir yük hücresi ile kontrollü bir döngüde ölçülür. Deneyler sırasında numune yüzeyine göre indenter pozisyonu yüksek hassasiyetli kapasitif sensör ile izlenir. Elde edilen yük ve yer değiştirme eğrileri, test edilen malzemenin mekanik yapısına özgü veriler sağlar. Oluşturulan modeller, ölçülen verilerle kantitatif sertlik ve modül değerlerini hesaplar. Nanoindentasyon, nanometre ölçeklerinde düşük yük ve penetrasyon derinliği ölçümleri için uygundur.
Sonuçlar ve Tartışma
Aşağıdaki tablolar sertlik ve Young modülünün ölçülen değerlerini ortalamalar ve standart sapmalarla birlikte sunmaktadır. Yüksek yüzey pürüzlülüğü, küçük girinti boyutu nedeniyle sonuçlarda büyük değişikliklere neden olabilir.
Yağ bölgesi et bölgelerinin yaklaşık yarısı kadar sertliğe sahipti. Et muamelesi koyu renkli et alanının açık renkli et alanından daha sert olmasına neden olmuştur. Elastik modül ve sertlik, yağ ve et bölgelerinin ağızda hissedilen çiğnenebilirliği ile doğrudan ilişkilidir. Yağlı ve açık renkli et bölgeleri 60 saniye sonra koyu renkli ete göre daha yüksek oranda sünmeye devam etmiştir.
Detaylı Sonuçlar - Yağ
Detaylı Sonuçlar - Hafif Et
Detaylı Sonuçlar - Koyu Et
Sonuç
Bu uygulamada Nanovea'nın mekanik test cihazı nanoindentasyon modunda, yüksek numune yüzey pürüzlülüğünün üstesinden gelirken yağ ve et alanlarının mekanik özelliklerini güvenilir bir şekilde belirledi. Bu, Nanovea'nın mekanik test cihazının geniş ve eşsiz kapasitesini ortaya koydu. Sistem aynı anda son derece sert malzemeler ve yumuşak biyolojik dokular üzerinde hassas mekanik özellik ölçümleri sağlar.
Piezo tabla ile kapalı döngü kontrolündeki yük hücresi, sert veya yumuşak jel malzemelerin 1 ila 5kPa arasında hassas ölçümünü sağlar. Aynı sistemi kullanarak, biyomalzemeleri 400N'ye kadar daha yüksek yüklerde test etmek mümkündür. Yorulma testi için çok döngülü yükleme kullanılabilir ve düz silindirik bir elmas uç kullanılarak her bölgedeki akma dayanımı bilgileri elde edilebilir. Ayrıca, Dinamik Mekanik Analiz (DMA) ile viskoelastik özellikler kayıp ve depolama modülleri, kapalı döngü yük kontrolü kullanılarak yüksek doğrulukla değerlendirilebilir. Aynı sistem üzerinde çeşitli sıcaklıklarda ve sıvılar altında testler de yapılabilmektedir.
Nanovea'nın mekanik test cihazı biyolojik ve yumuşak polimer/jel uygulamaları için üstün bir araç olmaya devam ediyor.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Yüzey İşlemli Bakır Telin Aşınma ve Çizilme Değerlendirmesi
Bakır Tellerde Aşınma ve Çizilme Değerlendirmesinin Önemi
Bakır, elektromıknatıs ve telgrafın icadından bu yana elektrik kablolarında uzun bir kullanım geçmişine sahiptir. Bakır teller, korozyon direnci, lehimlenebilirliği ve 150°C'ye kadar yüksek sıcaklıklardaki performansı sayesinde paneller, sayaçlar, bilgisayarlar, iş makineleri ve cihazlar gibi çok çeşitli elektronik ekipmanlarda kullanılmaktadır. Çıkarılan tüm bakırın yaklaşık yarısı elektrik teli ve kablo iletkenlerinin üretiminde kullanılmaktadır.
Bakır tel yüzey kalitesi, uygulama hizmet performansı ve kullanım ömrü açısından kritik öneme sahiptir. Tellerdeki mikro kusurlar aşırı aşınmaya, çatlak oluşumuna ve yayılmasına, iletkenliğin azalmasına ve yetersiz lehimlenebilirliğe yol açabilir. Bakır tellerin uygun yüzey işlemi, tel çekme sırasında oluşan yüzey kusurlarını gidererek korozyon, çizilme ve aşınma direncini artırır. Bakır tellerin kullanıldığı birçok havacılık ve uzay uygulaması, beklenmedik ekipman arızalarını önlemek için kontrollü davranış gerektirir. Bakır tel yüzeyinin aşınma ve çizilme direncini doğru bir şekilde değerlendirmek için ölçülebilir ve güvenilir ölçümlere ihtiyaç vardır.
Ölçüm Hedefi
Bu uygulamada, farklı bakır tel yüzey işlemlerinin kontrollü bir aşınma sürecini simüle ediyoruz. Çizik testi işlenmiş yüzey katmanında arızaya neden olmak için gereken yükü ölçer. Bu çalışma Nanovea'yı tanıtıyor Tribometre ve Mekanik Test Cihazı elektrik kablolarının değerlendirilmesi ve kalite kontrolü için ideal araçlardır.
Test Prosedürü ve Prosedürler
Bakır teller üzerindeki iki farklı yüzey işleminin (Tel A ve Tel B) sürtünme katsayısı (COF) ve aşınma direnci, doğrusal ileri geri hareket eden bir aşınma modülü kullanılarak Nanovea tribometre ile değerlendirildi. Bir Al₂O₃ topu (6 mm çapında) bu uygulamada kullanılan karşı malzemedir. Aşınma izi Nanovea kullanılarak incelendi 3D temassız profilometre. Test parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir.
Bu çalışmada örnek olarak karşı malzeme olarak pürüzsüz bir Al₂O₃ bilyesi kullanılmıştır. Farklı şekil ve yüzey kalitesine sahip herhangi bir katı malzeme, gerçek uygulama durumunu simüle etmek için özel bir fikstür kullanılarak uygulanabilir.
Nanovea'nın Rockwell C elmas uç (100 μm yarıçap) ile donatılmış mekanik test cihazı, mikro çizik modunu kullanarak kaplanmış teller üzerinde aşamalı yük çizik testleri gerçekleştirdi. Çizik testi parametreleri ve uç geometrisi Tablo 2'de gösterilmiştir.
Sonuçlar ve Tartışma
Bakır telin aşınması:
Şekil 2, aşınma testleri sırasında bakır tellerin COF gelişimini göstermektedir. A teli aşınma testi boyunca ~0,4'lük sabit bir COF gösterirken, B teli ilk 100 devirde ~0,35'lik bir COF sergilemekte ve kademeli olarak ~0,4'e yükselmektedir.
Şekil 3, testlerden sonra bakır tellerin aşınma izlerini karşılaştırmaktadır. Nanovea'nın 3D temassız profilometresi, aşınma izlerinin ayrıntılı morfolojisinin üstün analizini sundu. Aşınma mekanizmasının temelden anlaşılmasını sağlayarak aşınma izi hacminin doğrudan ve doğru bir şekilde belirlenmesine olanak tanır. Tel B'nin yüzeyinde 600 devirlik bir aşınma testinden sonra belirgin aşınma izi hasarı var. Profilometrenin 3D görüntüsü, aşınma sürecini önemli ölçüde hızlandıran Tel B'nin yüzey işlemli katmanının tamamen çıkarıldığını göstermektedir. Bu, bakır alt tabakanın açıkta kaldığı Tel B üzerinde düzleştirilmiş bir aşınma izi bırakmıştır. Bu durum, Tel B'nin kullanıldığı elektrikli ekipmanların ömrünün önemli ölçüde kısalmasına neden olabilir. Buna karşılık, Tel A yüzeyde sığ bir aşınma izi ile gösterilen nispeten hafif bir aşınma sergilemektedir. A Teli üzerindeki yüzey işlemli katman, aynı koşullar altında B Teli üzerindeki katman gibi kalkmamıştır.
Bakır tel yüzeyinin çizilme direnci:
Şekil 4, test sonrasında teller üzerindeki çizik izlerini göstermektedir. Tel A'nın koruyucu tabakası çok iyi çizilme direnci sergilemektedir. Buna karşılık, Tel B'nin koruyucu tabakası ~1,0 N yükte başarısız olmuştur. Bu teller için çizilme direncindeki böylesine önemli bir fark, Tel A'nın önemli ölçüde gelişmiş aşınma direncine sahip olduğu aşınma performanslarına katkıda bulunur. Şekil 5'te gösterilen çizik testleri sırasında normal kuvvet, COF ve derinliğin gelişimi, testler sırasında kaplama arızası hakkında daha fazla bilgi sağlar.
Sonuç
Bu kontrollü çalışmada, yüzey işlemi görmüş bakır teller için aşınma direncinin nicel değerlendirmesini yapan Nanovea'nın tribometresini ve bakır tel çizilme direncinin güvenilir değerlendirmesini sağlayan Nanovea'nın mekanik test cihazını sergiledik. Tel yüzey işlemi, tellerin kullanım ömrü boyunca tribo-mekanik özelliklerinde kritik bir rol oynamaktadır. Tel A üzerindeki uygun yüzey işlemi, zorlu ortamlardaki elektrik tellerinin performansı ve ömrü açısından kritik öneme sahip olan aşınma ve çizilme direncini önemli ölçüde artırmıştır.
Nanovea'nın tribometresi, ISO ve ASTM uyumlu rotatif ve lineer modları kullanarak hassas ve tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar ve isteğe bağlı yüksek sıcaklıkta aşınma, yağlama ve tribo-korozyon modülleri önceden entegre edilmiş tek bir sistemde mevcuttur. Nanovea'nın eşsiz ürün yelpazesi, ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt tabakaların tüm tribolojik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür.
