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

Kategori Çizilme Testi | Yapıştırıcı Hatası

 

PTFE Kaplama Aşınma Testi

PTFE KAPLAMA AŞINMA TESTİ

TRİBOMETRE VE MEKANİK TEST CİHAZININ KULLANILMASI

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE LI, PhD

GİRİŞ

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

PTFE KAPLAMALARININ NİCEL DEĞERLENDİRMESİNİN ÖNEMİ

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

ÖLÇÜM HEDEFI

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

NANOVEA T50

Kompakt Serbest Ağırlık Tribometresi

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN

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

NANOVEA PB1000

Büyük Platformlu Mekanik Test Cihazı

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN

TEST PROSEDÜRÜ

AŞINMA TESTİ

BİR TRİBOMETRE KULLANARAK DOĞRUSAL KARŞILAŞTIRMALI AŞINMA

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

 

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

AŞINMA TESTI PARAMETRELERI

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

TEST PROSEDÜRÜ

ÇİZİK TESTİ

MEKANİK TEST CİHAZI İLE MİKRO ÇİZİK YAPIŞMA TESTİ

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

 

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

ÇIZIK TESTI PARAMETRELERI

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

SONUÇLAR & TARTIŞMA

BİR TRİBOMETRE KULLANARAK DOĞRUSAL KARŞILAŞTIRMALI AŞINMA

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

NANOVEA T50 Tribometre üzerinde PTFE kaplama aşınma testi kurulumu.

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

ŞEKİL 2: Aşınma izi PTFE'den profil çıkarma.

PTFE Atılımdan önce

Maksimum COF 0.217
Min COF 0.125
Ortalama COF 0.177

PTFE Atılımdan sonra

Maksimum COF 0.217
Min COF 0.125
Ortalama COF 0.177

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

SONUÇLAR & TARTIŞMA

MEKANİK TEST CİHAZI İLE MİKRO ÇİZİK YAPIŞMA TESTİ

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

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

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

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

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

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

SONUÇ

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

 

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

 

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

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

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

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN

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
Konik Girinti 90° Koni 2 µm uç yarıçapı

girinti tipi

Konik

Elmas 90° Koni

2 µm uç yarıçapı

Konik İndenter 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.

nano çizik kritik arıza ilk hasar

KRITIK BAŞARISIZLIK:

TAM HASAR

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

nano çizik kritik arıza tam hasar

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
Nano çizik testinden Tam Çizik mikrografı (1000x büyütme).

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

Nano çizik testinden elde edilen ilk hasarın mikrografı (1000x magnification)

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

Nano çizik testinden elde edilen Tam Hasarın mikrografı (1000x büyütme).

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

Doğrusal Nano Çizik Testi Sürtünme Kuvveti ve Sürtünme Katsayısı

ŞEKİL 5: Sürtünme Kuvveti ve Sürtünme Katsayısı.

Doğrusal Nano Çizik Yüzey Profili

ŞEKİL 6: Yüzey Profili.

Doğrusal Nano Çizik Testi Gerçek Derinlik ve Artık Derinlik

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.

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

Endüstriyel Kaplamalar Çizilme ve Aşınma Değerlendirmesi

ENDÜSTRİYEL KAPLAMA

TRIBOMETRE KULLANARAK ÇIZIK VE AŞINMA DEĞERLENDIRMESI

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE LI, PhD & ANDREA HERRMANN

GİRİŞ

Akrilik üretan boya, zemin boyası, oto boyası ve diğerleri gibi çeşitli endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan hızlı kuruyan bir koruyucu kaplama türüdür. Zemin boyası olarak kullanıldığında, yürüyüş yolları, bordürler ve otoparklar gibi yoğun yaya ve lastik tekerlek trafiği olan alanlara hizmet edebilir.

KALİTE KONTROL İÇİN ÇİZİK VE AŞINMA TESTLERİNİN ÖNEMİ

Geleneksel olarak, ASTM D4060 standardına göre akrilik üretan zemin boyasının aşınma direncini değerlendirmek için Taber aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Ancak, standartta belirtildiği gibi, "Bazı malzemeler için, Taber Aşındırıcı kullanılarak yapılan aşınma testleri, test sırasında tekerleğin aşındırıcı özelliklerindeki değişiklikler nedeniyle değişkenliğe maruz kalabilir. "1 Bu, test sonuçlarının tekrarlanabilirliğinin zayıf olmasına ve farklı laboratuvarlardan bildirilen değerlerin karşılaştırılmasında zorluklara neden olabilir. Ayrıca, Taber aşınma testlerinde, aşınma direnci belirli sayıda aşınma döngüsünde ağırlık kaybı olarak hesaplanır. Bununla birlikte, akrilik üretan zemin boyalarının önerilen kuru film kalınlığı 37,5-50 μm2'dir.

Taber Abraser tarafından gerçekleştirilen agresif aşındırma işlemi akrilik üretan kaplamayı hızla aşındırabilir ve alt tabakada kütle kaybı yaratarak boya ağırlık kaybının hesaplanmasında önemli hatalara yol açabilir. Aşındırma testi sırasında boyaya aşındırıcı partiküllerin implantasyonu da hatalara katkıda bulunur. Bu nedenle, boyanın tekrarlanabilir aşınma değerlendirmesini sağlamak için iyi kontrol edilen ölçülebilir ve güvenilir bir ölçüm çok önemlidir. Buna ek olarak çizik testi kullanıcıların gerçek hayattaki uygulamalarda erken yapıştırıcı / tutkal arızalarını tespit etmelerini sağlar.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu çalışmada NANOVEA'nın Tribometreler ve Mekanik Test Cihazları Endüstriyel kaplamaların değerlendirilmesi ve kalite kontrolü için idealdir.

Farklı son katlara sahip akrilik üretan zemin boyalarının aşınma süreci, NANOVEA Tribometre kullanılarak kontrollü ve izlenebilir bir şekilde simüle edilmiştir. Mikro çizik testi, boyada yapışkan veya yapışkan arızasına neden olmak için gereken yükü ölçmek için kullanılır.

Kompakt Pnömatik Tribometre T100
NANOVEA T100

Kompakt Pnömatik Tribometre

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN

NANOVEA PB1000

Geniş Platform Mekanik Test Cihazı

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN

TEST PROSEDÜRÜ

Bu çalışma, dayanıklılığı arttırmak amacıyla katkı karışımlarında küçük bir değişiklikle aynı formüle sahip aynı astar (taban kat) ve farklı son katlara sahip ticari olarak temin edilebilen dört su bazlı akrilik zemin kaplamasını değerlendirmektedir. Bu dört kaplama A, B, C ve D Örnekleri olarak tanımlanmıştır.

AŞINMA TESTİ

NANOVEA Tribometre, örneğin sürtünme katsayısı, COF ve aşınma direnci gibi tribolojik davranışı değerlendirmek için uygulandı. Test edilen boyalara bir SS440 bilye ucu (6 mm çap, Sınıf 100) uygulandı. COF yerinde kaydedildi. 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 tarafından değerlendirildi Optik Profilometreve aşınma izi morfolojisi optik mikroskop kullanılarak incelenmiştir.

AŞINMA TESTI PARAMETRELERI

NORMAL KUVVET

20 N

HIZ

15 m/dak

TEST SÜRESI

100, 150, 300 ve 800 döngü

ÇİZİK TESTİ

Rockwell C elmas uç (200 μm yarıçap) ile donatılmış NANOVEA Mekanik Test Cihazı, Mikro Çizik Test Cihazı Modu kullanılarak boya numuneleri üzerinde aşamalı yük çizik testleri gerçekleştirmek için kullanılmıştır. İki nihai yük kullanılmıştır: Boyanın astardan ayrılmasını incelemek için 5 N nihai yük ve astarın metal alt tabakalardan ayrılmasını incelemek için 35 N nihai yük. Sonuçların tekrarlanabilirliğini sağlamak için her numune üzerinde aynı test koşullarında üç test tekrarlanmıştır.

Tüm çizik uzunluklarının panoramik görüntüleri otomatik olarak oluşturuldu ve kritik arıza konumları sistem yazılımı tarafından uygulanan yüklerle ilişkilendirildi. Bu yazılım özelliği, kullanıcıların çizik testlerinden hemen sonra mikroskop altında kritik yükü belirlemek zorunda kalmak yerine, çizik izleri üzerinde istedikleri zaman analiz yapmalarını kolaylaştırmaktadır.

ÇIZIK TESTI PARAMETRELERI

YÜK TİPİİlerici
İLK YÜK0,01 mN
SON YÜK5 N / 35 N
YÜKLEME ORANI10 / 70 N/dak
ÇİZİK UZUNLUĞU3 mm
ÇİZME HIZI, dx/dt6,0 mm/dak
GIRINTI GEOMETRISI120º koni
GİRDİ MALZEMESİ (uç)Elmas
GIRINTI UCU YARIÇAPI200 μm

AŞINMA TESTI SONUÇLARI

Aşınmanın gelişimini izlemek için her bir numune üzerinde farklı devir sayılarında (100, 150, 300 ve 800 devir) dört adet pin-on-disk aşınma testi gerçekleştirilmiştir. Aşınma testi yapılmadan önce yüzey pürüzlülüğünü ölçmek için numunelerin yüzey morfolojisi NANOVEA 3D Temassız Profilleyici ile ölçülmüştür. Tüm numuneler, ŞEKİL 1'de gösterildiği gibi yaklaşık 1 μm'lik karşılaştırılabilir bir yüzey pürüzlülüğüne sahipti. COF, ŞEKİL 2'de gösterildiği gibi aşınma testleri sırasında in situ olarak kaydedilmiştir. ŞEKİL 4'te 100, 150, 300 ve 800 döngüden sonra aşınma izlerinin gelişimi ve ŞEKİL 3'te aşınma sürecinin farklı aşamalarında farklı numunelerin ortalama aşınma oranı özetlenmiştir.

 

Diğer üç numune için ~0,07 olan COF değeri ile karşılaştırıldığında, Numune A başlangıçta ~0,15 gibi çok daha yüksek bir COF sergilemekte, bu değer kademeli olarak artmakta ve 300 aşınma döngüsünden sonra ~0,3'te sabitlenmektedir. Bu kadar yüksek bir COF aşınma sürecini hızlandırır ve ŞEKİL 4'te gösterildiği gibi önemli miktarda boya döküntüsü oluşturur - Örnek A'nın son kat boyası ilk 100 devirde sökülmeye başlamıştır. ŞEKİL 3'te gösterildiği gibi, Örnek A ilk 300 devirde ~5 μm2/N ile en yüksek aşınma oranını sergilemekte, metal alt tabakanın daha iyi aşınma direnci nedeniyle bu oran ~3,5 μm2/N'ye hafifçe düşmektedir. Örnek C'nin üst kaplaması ŞEKİL 4'te gösterildiği gibi 150 aşınma döngüsünden sonra bozulmaya başlar ve bu durum ŞEKİL 2'deki COF artışıyla da gösterilir.

 

Karşılaştırıldığında, Örnek B ve Örnek D gelişmiş tribolojik özellikler göstermektedir. Örnek B tüm test boyunca düşük COF değerini korur - COF değeri ~0,05'ten ~0,1'e hafifçe yükselir. Böyle bir yağlama etkisi aşınma direncini önemli ölçüde artırır - son kat, 800 aşınma döngüsünden sonra alttaki astara hala üstün koruma sağlar. En düşük ortalama aşınma oranı 800 döngüde sadece ~0,77 μm2/N ile Örnek B için ölçülmüştür. Örnek D'nin üst kaplaması, ŞEKİL 2'de COF'nin ani artışıyla yansıtıldığı gibi 375 döngüden sonra delaminasyona başlar. Örnek D'nin ortalama aşınma oranı 800 döngüde ~1,1 μm2/N'dir.

 

Geleneksel Taber aşınma ölçümleriyle karşılaştırıldığında NANOVEA Tribometre, ticari zemin/otomotiv boyalarının tekrarlanabilir değerlendirmelerini ve kalite kontrolünü sağlayan iyi kontrollü ölçülebilir ve güvenilir aşınma değerlendirmeleri sağlar. Ayrıca, in situ COF ölçümlerinin kapasitesi, kullanıcıların bir aşınma sürecinin farklı aşamalarını COF'un evrimi ile ilişkilendirmesine olanak tanır; bu da çeşitli boya kaplamalarının aşınma mekanizması ve tribolojik özelliklerinin temel anlayışını geliştirmede kritik öneme sahiptir.

ŞEKİL 1: Boya örneklerinin 3D morfolojisi ve pürüzlülüğü.

ŞEKİL 2: Pin-on-disk testleri sırasında COF.

ŞEKİL 3: Farklı boyaların aşınma oranının evrimi.

ŞEKİL 4: Disk üzerinde pim testleri sırasında aşınma izlerinin evrimi.

ÇIZIK TESTI SONUÇLARI

ŞEKİL 5, Örnek A için çizik uzunluğunun bir fonksiyonu olarak normal kuvvet, sürtünme kuvveti ve gerçek derinlik grafiğini örnek olarak göstermektedir. Daha fazla bilgi sağlamak için isteğe bağlı bir akustik emisyon modülü takılabilir. Normal yük doğrusal olarak arttıkça, girinti ucu, gerçek derinliğin kademeli olarak artmasıyla yansıtıldığı gibi test edilen numuneye kademeli olarak batar. Sürtünme kuvveti ve gerçek derinlik eğrilerinin eğimlerindeki değişim, kaplama hatalarının oluşmaya başladığını gösteren sonuçlardan biri olarak kullanılabilir.

ŞEKİL 5: için çizik uzunluğunun bir fonksiyonu olarak normal kuvvet, sürtünme kuvveti ve gerçek derinlik Örnek A'nın maksimum 5 N yük ile çizik testi.

ŞEKİL 6 ve ŞEKİL 7 sırasıyla 5 N ve 35 N maksimum yük ile test edilen dört boya numunesinin tam çiziklerini göstermektedir. D numunesi astarı delamine etmek için 50 N'luk daha yüksek bir yük gerektirmiştir. 5 N nihai yükteki çizik testleri (ŞEKİL 6) üst boyanın kohezif/yapışkan hatasını değerlendirirken, 35 N'dakiler (ŞEKİL 7) astarın delaminasyonunu değerlendirmektedir. Mikrograflardaki oklar, üst kaplamanın veya astarın astardan veya alt tabakadan tamamen ayrılmaya başladığı noktayı göstermektedir. Kritik Yük, Lc olarak adlandırılan bu noktadaki yük, Tablo 1'de özetlendiği gibi boyanın kohezif veya yapışkan özelliklerini karşılaştırmak için kullanılır.

 

Boya Numunesi D'nin en iyi arayüzey yapışmasına sahip olduğu açıktır - boya delaminasyonunda 4,04 N ve astar delaminasyonunda 36,61 N ile en yüksek Lc değerlerini sergilemektedir. Örnek B ikinci en iyi çizilme direncini göstermektedir. Çizilme analizinden, boya formülünün optimizasyonunun mekanik davranışlar veya daha spesifik olarak akrilik zemin boyalarının çizilme direnci ve yapışma özelliği için kritik öneme sahip olduğunu gösteriyoruz.

Tablo 1: Kritik yüklerin özeti.

ŞEKİL 6: Maksimum 5 N yük ile tam çizik mikrografları.

ŞEKİL 7: Maksimum 35 N yük ile tam çizik mikrografları.

SONUÇ

Geleneksel Taber aşınma ölçümleriyle karşılaştırıldığında, NANOVEA Mekanik Test Cihazı ve Tribometre, ticari zemin ve otomotiv kaplamalarının değerlendirilmesi ve kalite kontrolü için üstün araçlardır. Çizilme modundaki NANOVEA Mekanik Test Cihazı, bir kaplama sistemindeki yapışma / kohezyon sorunlarını tespit edebilir. NANOVEA Tribometre, boyaların aşınma direnci ve sürtünme katsayısı üzerinde iyi kontrollü ölçülebilir ve tekrarlanabilir tribolojik analiz sağlar.

 

Bu çalışmada test edilen su bazlı akrilik zemin kaplamaları üzerinde yapılan kapsamlı tribolojik ve mekanik analizlere dayanarak, Örnek B'nin en düşük COF ve aşınma oranına ve ikinci en iyi çizilme direncine sahip olduğunu, Örnek D'nin ise en iyi çizilme direncini ve ikinci en iyi aşınma direncini sergilediğini gösteriyoruz. Bu değerlendirme, farklı uygulama ortamlarındaki ihtiyaçları hedefleyen en iyi adayı değerlendirmemize ve seçmemize olanak sağlamaktadır.

 

NANOVEA Mekanik Test Cihazının Nano ve Mikro modüllerinin tümü ISO ve ASTM uyumlu girinti, çizik ve aşınma test cihazı modlarını içerir ve tek bir modülde boya değerlendirmesi için mevcut olan en geniş test yelpazesini sağlar. NANOVEA Tribometre, 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. NANOVEA'nın eşsiz ürün yelpazesi, sertlik, Young modülü, kırılma tokluğu, yapışma, aşınma direnci ve diğerleri dahil olmak üzere ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt tabakaların tüm mekanik/tribolojik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür. Pürüzlülük gibi diğer yüzey ölçümlerine ek olarak çiziklerin ve aşınma izlerinin yüksek çözünürlüklü 3D görüntülemesi için isteğe bağlı NANOVEA Temassız Optik Profilleyiciler mevcuttur.

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

Titanyum Nitrür Kaplama Çizilme Testi

TITANYUM NITRÜR KAPLAMA ÇIZIK TESTI

KALİTE KONTROL DENETİMİ

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE LI, PhD

GİRİŞ

Yüksek sertlik, mükemmel aşınma direnci, korozyon direnci ve inertlik kombinasyonu, titanyum nitrürü (TiN) çeşitli endüstrilerdeki metal bileşenler için ideal bir koruyucu kaplama haline getirir. Örneğin, bir TiN kaplamanın kenar tutma ve korozyon direnci, iş verimliliğini önemli ölçüde artırabilir ve tıraş bıçakları, metal kesiciler, enjeksiyon kalıpları ve testereler gibi makine takımlarının hizmet ömrünü uzatabilir. Yüksek sertliği, inertliği ve toksik olmaması, TiN'i implantlar ve cerrahi aletler dahil olmak üzere tıbbi cihazlardaki uygulamalar için mükemmel bir aday haline getirmektedir.

TiN KAPLAMA ÇİZİK TESTİNİN ÖNEMİ

Koruyucu PVD/CVD kaplamalardaki artık gerilme, kaplanan bileşenin performansında ve mekanik bütünlüğünde kritik bir rol oynar. Artık gerilme, büyüme gerilimi, termal gradyanlar, geometrik kısıtlamalar ve servis gerilimi¹ dahil olmak üzere birkaç ana kaynaktan kaynaklanır. Yüksek sıcaklıklarda kaplama biriktirme sırasında kaplama ve alt tabaka arasında oluşan termal genleşme uyumsuzluğu yüksek termal artık gerilime yol açar. Ayrıca, TiN kaplamalı takımlar genellikle matkap uçları ve rulmanlar gibi çok yüksek konsantre gerilimler altında kullanılır. Koruyucu fonksiyonel kaplamaların kohezif ve yapışma mukavemetini nicel olarak incelemek için güvenilir bir kalite kontrol süreci geliştirmek kritik öneme sahiptir.

[1] V. Teixeira, Vakum 64 (2002) 393-399.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu çalışmada NANOVEA'nın Mekanik Test Cihazları Çizilme Modundaki ölçümler, koruyucu TiN kaplamaların yapışma/yapışma mukavemetini kontrollü ve niceliksel bir şekilde değerlendirmek için idealdir.

NANOVEA

PB1000

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN
nanoindenter ve çizik test cihazı Nanovea PB1000

TEST KOŞULLARI

Kaplama işlemini gerçekleştirmek için NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazı kullanıldı çizik testleri Aşağıda özetlendiği gibi aynı test parametrelerini kullanarak üç TiN kaplama üzerinde:

YÜKLEME MODU: Aşamalı Doğrusal

İLK YÜK

0.02 N

SON YÜK

10 N

YÜKLEME ORANI

20 N/dak

ÇİZİK UZUNLUĞU

5 mm

GİRDİ TÜRÜ

Sphero-Conical

Elmas, 20 μm yarıçap

SONUÇLAR & TARTIŞMA

ŞEKİL 1, test sırasında penetrasyon derinliği, sürtünme katsayısı (COF) ve akustik emisyonun kaydedilen gelişimini göstermektedir. TiN numuneler üzerindeki tam mikro çizik izleri ŞEKİL 2'de gösterilmektedir. Farklı kritik yüklerdeki arıza davranışları ŞEKİL 3'te gösterilmiştir; burada kritik yük Lc1 çizik izinde ilk kohezif çatlak belirtisinin meydana geldiği yük olarak tanımlanır, Lc2 tekrarlanan parçalanma arızalarının meydana geldiği yüktür ve Lc3 kaplamanın alt tabakadan tamamen çıkarıldığı yüktür. TiN kaplamalar için kritik yük (Lc) değerleri ŞEKİL 4'te özetlenmiştir.

Penetrasyon derinliği, COF ve akustik emisyonun gelişimi, bu çalışmada kritik yüklerle temsil edilen farklı aşamalardaki kaplama arızasının mekanizması hakkında fikir vermektedir. Örnek A ve Örnek B'nin çizik testi sırasında karşılaştırılabilir davranış sergilediği gözlemlenebilir. Kalem, numuneye kademeli olarak ~0,06 mm derinliğe kadar nüfuz eder ve kaplama çizik testinin başlangıcında normal yük doğrusal olarak arttıkça COF kademeli olarak ~0,3'e yükselir. 3,3 N'luk Lc1 değerine ulaşıldığında, ilk ufalanma hatası belirtisi ortaya çıkar. Bu aynı zamanda penetrasyon derinliği, COF ve akustik emisyon grafiğindeki ilk büyük sivri uçlara da yansımaktadır. Yük ~3,8 N'luk Lc2'ye kadar artmaya devam ettikçe penetrasyon derinliği, COF ve akustik emisyonda daha fazla dalgalanma meydana gelir. Çizik izinin her iki tarafında da sürekli parçalanma hatası gözlemleyebiliriz. Lc3'te kaplama, kalem tarafından uygulanan yüksek basınç altında metal alt tabakadan tamamen ayrılır ve alt tabakayı açıkta ve korumasız bırakır.

Karşılaştırıldığında, Örnek C kaplama çizik testlerinin farklı aşamalarında daha düşük kritik yükler sergilemektedir ve bu durum kaplama çizik testi sırasında penetrasyon derinliği, sürtünme katsayısı (COF) ve akustik emisyonun gelişimine de yansımaktadır. Örnek C, Örnek A ve Örnek B'ye kıyasla üst TiN kaplama ile metal alt tabaka arasındaki arayüzde daha düşük sertliğe ve daha yüksek gerilime sahip bir yapışma ara katmanına sahiptir.

Bu çalışma, uygun alt tabaka desteğinin ve kaplama mimarisinin kaplama sisteminin kalitesi açısından önemini ortaya koymaktadır. Daha güçlü bir ara katman, yüksek harici yük ve konsantrasyon gerilimi altında deformasyona daha iyi direnebilir ve böylece kaplama/alt tabaka sisteminin kohezif ve yapışma mukavemetini artırabilir.

ŞEKİL 1: TiN örneklerinin penetrasyon derinliği, COF ve akustik emisyonunun evrimi.

ŞEKİL 2: Testlerden sonra TiN kaplamaların tam çizik izi.

ŞEKİL 3: Farklı kritik yükler altında TiN kaplama arızaları, Lc.

ŞEKİL 4: TiN kaplamalar için kritik yük (Lc) değerlerinin özeti.

SONUÇ

Bu çalışmada, NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazının TiN kaplamalı numuneler üzerinde kontrollü ve yakından izlenen bir şekilde güvenilir ve doğru çizik testleri gerçekleştirdiğini gösterdik. Çizik ölçümleri, kullanıcıların tipik kohezif ve yapışkan kaplama arızalarının meydana geldiği kritik yükü hızlı bir şekilde belirlemelerine olanak tanır. Cihazlarımız, bir kaplamanın içsel kalitesini ve bir kaplama/alt tabaka sisteminin arayüzey bütünlüğünü nicel olarak inceleyebilen ve karşılaştırabilen üstün kalite kontrol araçlarıdır. Uygun bir ara katmana sahip bir kaplama, yüksek harici yük ve konsantrasyon gerilimi altında büyük deformasyona direnebilir ve bir kaplama/alt tabaka sisteminin kohezif ve yapışkan mukavemetini artırabilir.

NANOVEA Mekanik Test Cihazının Nano ve Mikro modüllerinin tümü ISO ve ASTM uyumlu girinti, çizik ve aşınma test cihazı modlarını içerir ve tek bir sistemde mevcut olan en geniş ve en kullanıcı dostu test yelpazesini sağlar. NANOVEA'nın eşsiz ürün yelpazesi, sertlik, Young modülü, kırılma tokluğu, yapışma, aşınma direnci ve diğerleri dahil olmak üzere ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt tabakaların tüm mekanik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür.

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

Kuvars Kristal Yüzey Üzerine Altın Kaplamanın Yapışma Özellikleri

Altın Kaplamanın Yapışma Özellikleri

Kuvars Kristal Alt Tabaka üzerinde

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE LI, Doktora

GİRİŞ

Kuvars Kristal Mikrobalans (QCM), nanogram aralığındaki küçük kütlelerin hassas ölçümlerini yapabilen son derece hassas bir kütle sensörüdür. QCM, plakanın her iki tarafına yapıştırılmış iki elektrot ile kuvars kristalinin rezonans frekansındaki değişimleri tespit ederek yüzeydeki kütle değişimini ölçer. Aşırı küçük ağırlığı ölçme kapasitesi, kütle, adsorpsiyon, yoğunluk ve korozyon vb. değişimleri tespit etmek ve izlemek için çeşitli araştırma ve endüstriyel cihazlarda önemli bir bileşen olmasını sağlar.

QCM İÇİN KARALAMA TESTİNİN ÖNEMİ

Son derece hassas bir cihaz olan QCM, kütle değişimini 0,1 nanograma kadar ölçer. Kuvars plaka üzerindeki elektrotların herhangi bir kütle kaybı veya delaminasyonu kuvars kristali tarafından tespit edilecek ve önemli ölçüm hatalarına neden olacaktır. Sonuç olarak, elektrot kaplamasının içsel kalitesi ve kaplama/alt tabaka sisteminin arayüzey bütünlüğü, doğru ve tekrarlanabilir kütle ölçümü gerçekleştirmede önemli bir rol oynar. Mikro çizik testi, arızaların ortaya çıktığı kritik yüklerin karşılaştırılmasına dayalı olarak kaplamaların göreceli kohezyon veya yapışma özelliklerini değerlendirmek için yaygın olarak kullanılan karşılaştırmalı bir ölçümdür. QCM'lerin güvenilir kalite kontrolü için üstün bir araçtır.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada NANOVEA Mekanik Test CihazıMikro Çizilme Modunda, bir QCM numunesinin kuvars substratı üzerindeki altın kaplamanın yapışma ve yapışma mukavemetini değerlendirmek için kullanılır. Kapasitemizi ortaya koymak istiyoruz NANOVEA Hassas bir numune üzerinde yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlik ile mikro çizik testleri gerçekleştirmede Mekanik Test Cihazı.

NANOVEA

PB1000

nanoindenter ve çizik test cihazı Nanovea PB1000
TEST KOŞULLARI

Bu NANOVEA PB1000 Mekanik Test Cihazı, aşağıda özetlenen test parametrelerini kullanarak bir QCM numunesi üzerinde mikro çizik testlerini gerçekleştirmek için kullanılmıştır. Sonuçların tekrarlanabilirliğini sağlamak için üç çizik gerçekleştirilmiştir.

YÜK TİPİ: İlerici

İLK YÜK

0.01 N

SON YÜK

30 N

ATMOSFER: Hava 24°C

KAYMA HIZI

2 mm/dak

KAYAN MESAFE

2 mm

SONUÇLAR & TARTIŞMA

QCM örneği üzerindeki tam mikro çizik izi şu şekilde gösterilmektedir ŞEKİL 1. Farklı kritik yüklerdeki arıza davranışları ŞEKİL 2'de gösterilmiştirburada kritik yük, LC1 çizik izinde ilk yapıştırıcı hatası belirtisinin meydana geldiği yük olarak tanımlanır, LC2 tekrarlayan yapıştırıcı arızalarının gerçekleştiği yüktür ve LC3 kaplamanın alt tabakadan tamamen ayrıldığı yüktür. L'de çok az ufalanmanın gerçekleştiği gözlemlenebilirC1 11,15 N, kaplama arızasının ilk işareti. 

Mikro çizik testi sırasında normal yük artmaya devam ettikçe, tekrarlayan yapıştırıcı arızaları LC2 16,29 N. LC3 19,09 N'a ulaşıldığında, kaplama kuvars alt tabakadan tamamen ayrılır. Bu tür kritik yükler, kaplamanın kohezif ve yapışkan mukavemetini nicel olarak karşılaştırmak ve hedeflenen uygulamalar için en iyi adayı seçmek için kullanılabilir.

ŞEKİL 1: QCM örneği üzerinde tam mikro çizik izi.

ŞEKİL 2: Farklı kritik yüklerde mikro çizik izi.

ŞEKİL 3 mikro çizik testi sırasında kaplama arızalarının ilerleyişi hakkında daha fazla bilgi sağlayabilecek sürtünme katsayısı ve derinliğinin gelişimini çizer.

ŞEKİL 3: Mikro çizik testi sırasında COF ve Derinliğin evrimi.

SONUÇ

Bu çalışmada, Türkiye'de NANOVEA Mekanik Test Cihazı, bir QCM numunesi üzerinde güvenilir ve doğru mikro çizik testleri gerçekleştirir. Kontrollü ve yakından izlenen bir şekilde doğrusal olarak artan yükler uygulayarak çizik ölçümü, kullanıcıların tipik kohezif ve yapışkan kaplama arızasının meydana geldiği kritik yükü belirlemelerine olanak tanır. QCM için kaplamanın içsel kalitesini ve kaplama/alt tabaka sisteminin arayüzey bütünlüğünü niceliksel olarak değerlendirmek ve karşılaştırmak için üstün bir araç sağlar.

Nano, Mikro veya Makro modülleri NANOVEA Mekanik Test Cihazlarının tümü ISO ve ASTM uyumlu girinti, çizik ve aşınma test cihazı modlarını içerir ve tek bir sistemde mevcut olan en geniş ve en kullanıcı dostu test yelpazesini sağlar. NANOVEA'nin eşsiz ürün yelpazesi, ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt tabakaların sertlik, Young modülü, kırılma tokluğu, yapışma, aşınma direnci ve diğerleri dahil olmak üzere tüm mekanik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür.

Ayrıca, pürüzlülük ve çarpılma gibi diğer yüzey ölçümlerine ek olarak girinti, çizik ve aşınma izinin yüksek çözünürlüklü 3D görüntülemesi için isteğe bağlı bir 3D temassız profilleyici ve AFM modülü mevcuttur.

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

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.

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

Çizik Testi Kullanarak Kaplama Hatalarını Anlama

Giriş:

Malzemelerin yüzey mühendisliği, dekoratif görünümden alt tabakaları aşınma, korozyon ve diğer saldırı türlerinden korumaya kadar çeşitli işlevsel uygulamalarda önemli bir rol oynamaktadır. Kaplamaların kalitesini ve hizmet ömrünü belirleyen önemli ve öncelikli bir faktör, yapışma ve yapışma mukavemetleridir.

Okumak için buraya tıklayın!

PB1000 Mekanik Test Cihazı Kullanılarak Benzer Numunelerin Çoklu Çizim Otomasyonu

Giriş :

Kaplamalar, işlevsel özellikleri nedeniyle çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir kaplamanın sertliği, erozyon direnci, düşük sürtünme ve yüksek aşınma direnci, kaplamaları önemli kılan birçok özellikten sadece birkaçıdır. Bu özellikleri ölçmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntem çizik testidir, bu bir kaplamanın yapışkan ve/veya kohezif özelliklerinin tekrarlanabilir bir şekilde ölçülmesini sağlar. Arızanın meydana geldiği kritik yükler karşılaştırılarak, bir kaplamanın içsel özellikleri değerlendirilebilir.

Daha fazlasını öğrenmek için tıklayın!

Çok Katmanlı İnce Film Üzerinde Çizilme Testi

Kaplamalar, alttaki katmanları korumak, elektronik cihazlar oluşturmak veya malzemelerin yüzey özelliklerini iyileştirmek için birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Çok sayıda kullanımları nedeniyle kaplamalar kapsamlı bir şekilde incelenmiştir, ancak mekanik özelliklerinin anlaşılması zor olabilir. Kaplamaların arızalanması mikro/nanometre aralığında yüzey-atmosfer etkileşimi, kohezif arıza ve zayıf substrat-arayüz yapışması nedeniyle meydana gelebilir. Kaplama arızalarını test etmek için tutarlı bir yöntem çizik testidir. Giderek artan bir yük uygulayarak, kaplamaların kohezif (örneğin çatlama) ve yapışkan (örneğin delaminasyon) arızaları nicel olarak karşılaştırılabilir.

Çok Katmanlı İnce Film Üzerinde Çizilme Testi

Silisyum Karbür Gofret Kaplamalarının Mekanik Özellikleri

Silisyum karbür yonga plakası kaplamalarının mekanik özelliklerinin anlaşılması kritik öneme sahiptir. Mikroelektronik cihazların üretim süreci 300'den fazla farklı işlem adımına sahip olabilir ve altı ila sekiz hafta arasında sürebilir. Bu süreç boyunca, herhangi bir adımda meydana gelebilecek bir arıza zaman ve para kaybına neden olacağından, yonga plakası alt tabakasının aşırı üretim koşullarına dayanabilmesi gerekir. Test edilmesi sertlikgofretin yapışma/çizilme direnci ve COF/aşınma oranı, bir arızanın meydana gelmeyeceğinden emin olmak için üretim ve uygulama süreci sırasında uygulanan koşullara dayanmak amacıyla belirli gereksinimleri karşılamalıdır.

Silisyum Karbür Gofret Kaplamalarının Mekanik Özellikleri

Telif Hakkı © 2024 Nanovea. Her hakkı saklıdır.