İndentasyon | Kayıp ve Depolama Uygulama Notları - NANOVEA: Malzeme Testleri için Gelişmiş Profilometreler, Tribometreler, Nanoindenterler ve Çizik Test Cihazları

Nanoindentasyon Kullanılarak Mantarın Dinamik Mekanik Analizi

nanovea — 17 Mayıs 2023 Çar 14:15:13 +0000

DİNAMİK MEKANİK ANALİZ

NANOINDENTASYON KULLANARAK MANTARIN

Tarafından hazırlanmıştır

FRANK LIU

GİRİŞ

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

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

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

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

ÖLÇÜM HEDEFI

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

NANOVEA

PB1000

TEST PARAMETRELERI

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

girinti tipi

Top

51200 Çelik

3 mm Çap

SONUÇLAR

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

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

Depolama modülü: Elastik tepki; malzemede depolanan enerji.

Kayıp modülü: Viskoz tepki; ısı nedeniyle kaybedilen enerji.

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

EKSENEL YÖNLENDIRME

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

RADYAL YÖNLENDİRME

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

YOUNG MODÜLÜ

DEPOLAMA MODÜLÜ

KAYIP MODÜLÜ

TAN DELTA

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

SONUÇ

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

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

Benzer bir uygulamanız var mı?

The post Dynamic Mechanical Analysis of Cork Using Nanoindentation appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

Polimer Üzerinde Dinamik Mekanik Analiz (DMA) Frekans Taraması

Andrew Shore — 13 Kasım 2020 Cum 00:21:49 +0000

DMA FREKANS TARAMASI

NANOINDENTASYON KULLANARAK POLIMER ÜZERINDE

Tarafından hazırlanmıştır

Duanjie Li, PhD

GİRİŞ

DİNAMİK MEKANİK ANALİZ FREKANS TARAMA TESTİNİN ÖNEMİ

Gerilimin değişen frekansı sıklıkla polimerlerin kritik bir mekanik özelliği olan karmaşık modülde değişikliklere yol açar. Örneğin, araçlar yolda giderken lastikler döngüsel olarak yüksek deformasyonlara maruz kalır. Araç daha yüksek hızlara çıktıkça basınç ve deformasyonun sıklığı değişir. Böyle bir değişiklik, otomobilin performansında önemli faktörler olan lastiğin viskoelastik özelliklerinde değişikliğe neden olabilir. Polimerlerin farklı frekanslardaki viskoelastik davranışının güvenilir ve tekrarlanabilir bir testine ihtiyaç vardır. NANOVEA'nın Nano modülü Mekanik Test Cihazı Yüksek hassasiyetli bir piezo aktüatör aracılığıyla sinüzoidal yük oluşturur ve ultra hassas yük hücresi ve kapasitör kullanarak kuvvet ve yer değiştirme gelişimini doğrudan ölçer. Kolay kurulum ve yüksek doğruluğun birleşimi, onu Dinamik Mekanik Analiz frekans taraması için ideal bir araç haline getirir.

Viskoelastik malzemeler deformasyona uğradıklarında hem viskoz hem de elastik özellikler sergilerler. Polimer malzemelerdeki uzun moleküler zincirler, benzersiz viskoelastik özelliklerine, yani hem elastik katıların hem de Newton sıvılarının özelliklerinin bir kombinasyonuna katkıda bulunur. Stres, sıcaklık, frekans ve diğer faktörlerin tümü viskoelastik özelliklerde rol oynar. DMA olarak da bilinen Dinamik Mekanik Analiz, sinüzoidal bir stres uygulayarak ve gerinim değişimini ölçerek malzemenin viskoelastik davranışını ve karmaşık modülünü inceler.

ÖLÇÜM HEDEFI

Bu uygulamada, En Güçlü Mekanik Test Cihazı NANOVEA PB1000'i kullanarak farklı DMA frekanslarında cilalanmış bir lastik numunesinin viskoelastik özelliklerini inceliyoruz. Nanoindentasyon Mod.

NANOVEA

PB1000

TEST KOŞULLARI

FREKANSLAR (Hz):

0.1, 1.5, 10, 20

HER FREKANSTA SÜRÜNME SÜRESI.

50 saniye

SALINIM GERILIMI

0.1 V

YÜKLEME GERILIMI

1 V

girinti tipi

Küresel

Elmas | 100 μm

SONUÇLAR & TARTIŞMA

Maksimum yükte Dinamik Mekanik Analiz frekans taraması, tek bir testte farklı yükleme frekanslarında numunenin viskoelastik özelliklerinin hızlı ve basit bir şekilde ölçülmesini sağlar. Farklı frekanslardaki yük ve yer değiştirme dalgalarının faz kayması ve genlikleri, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli temel malzeme viskoelastik özelliklerini hesaplamak için kullanılabilir Depolama Modülü, Kayıp Modülü ve Tan (δ) Aşağıdaki grafiklerde özetlendiği gibi.

Bu çalışmada 1, 5, 10 ve 20 Hz'lik frekanslar saatte yaklaşık 7, 33, 67 ve 134 km'lik hızlara karşılık gelmektedir. Test frekansı 0,1 ila 20 Hz arasında arttıkça, hem Depolama Modülünün hem de Kayıp Modülünün kademeli olarak arttığı gözlemlenebilir. Tan (δ), frekans 0,1'den 1 Hz'e yükseldikçe ~0,27'den 0,18'e düşmekte ve 20 Hz frekansa ulaşıldığında kademeli olarak ~0,55'e yükselmektedir. DMA frekans taraması, polimerlerin camsı geçişinin yanı sıra monomerlerin hareketi ve çapraz bağlanma hakkında bilgi sağlayan Depolama Modülü, Kayıp Modülü ve Tan (δ) eğilimlerinin ölçülmesine olanak tanır. Frekans taraması sırasında bir ısıtma plakası kullanarak sıcaklığı yükselterek, farklı test koşulları altında moleküler hareketin doğasının daha eksiksiz bir resmi elde edilebilir.

YÜK VE DERİNLİĞİN EVRİMİ

TAM DMA FREKANS TARAMASININ

FARKLI FREKANSLARDA YÜK VE DERİNLİK vs ZAMAN

DEPOLAMA MODÜLÜ

FARKLI FREKANSLARDA

KAYIP MODÜLÜ

FARKLI FREKANSLARDA

TAN (δ)

FARKLI FREKANSLARDA

SONUÇ

Bu çalışmada, NANOVEA Mekanik Test Cihazının bir lastik numunesi üzerinde Dinamik Mekanik Analiz frekans tarama testini gerçekleştirme kapasitesini sergiledik. Bu test, lastiğin viskoelastik özelliklerini farklı stres frekanslarında ölçer. Lastik, yükleme frekansı 0,1 ila 20 Hz arasında arttıkça artan depolama ve kayıp modülü gösterir. Farklı hızlarda çalışan lastiğin viskoelastik davranışları hakkında yararlı bilgiler sağlar, bu da daha yumuşak ve daha güvenli sürüşler için lastiklerin performansını iyileştirmede çok önemlidir. DMA frekans tarama testi, lastiğin farklı hava koşullarındaki gerçekçi çalışma ortamını taklit etmek için çeşitli sıcaklıklarda gerçekleştirilebilir.

NANOVEA Mekanik Test Cihazının Nano Modülünde, hızlı piezo ile yük uygulaması, ayrı bir yüksek hassasiyetli gerinim ölçer ile yapılan yük ölçümünden bağımsızdır. Bu, Dinamik Mekanik Analiz sırasında belirgin bir avantaj sağlar, çünkü derinlik ve yük arasındaki faz doğrudan sensörden toplanan verilerden ölçülür. Faz hesaplaması doğrudan yapılır ve elde edilen kayıp ve depolama modülüne yanlışlık katan matematiksel modellemeye ihtiyaç duyulmaz. Bobin tabanlı bir sistem için durum böyle değildir.

Sonuç olarak, DMA temas derinliği, zaman ve frekansın bir fonksiyonu olarak kayıp ve depolama modülünü, kompleks modülü ve Tan'ı (δ) ölçer. İsteğe bağlı ısıtma aşaması, DMA sırasında malzemelerin faz geçiş sıcaklığının belirlenmesini sağlar. NANOVEA Mekanik Test Cihazları, tek bir platformda benzersiz çok fonksiyonlu Nano ve Mikro modüller sağlar. Hem Nano hem de Mikro modüller çizik test cihazı, sertlik test cihazı ve aşınma test cihazı modlarını içerir ve tek bir modülde mevcut olan en geniş ve en kullanıcı dostu test aralığını sağlar.

Benzer bir uygulamanız var mı?

The post Dynamic Mechanical Analysis (DMA) Frequency Sweep on Polymer appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

Nanoindentasyon DMA ile Hassas Lokalize Cam Geçişi

nanovea — 14 Mayıs 2019 Salı 16:14:41 +0000

Nanoindentasyon DMA ile Hassas Lokalize Cam Geçişi

Daha fazla bilgi edinin

Yığın halindeki bir numunenin sabit bir hızda eşit olarak ısıtıldığı bir senaryo düşünün. Bir yığın malzeme ısınıp erime noktasına yaklaştıkça sertliğini kaybetmeye başlayacaktır. Aynı hedef kuvvette periyodik girintiler (sertlik testleri) yapılırsa, numune yumuşadığı için her bir girintinin derinliği sürekli artmalıdır (bkz. Şekil 1). Bu durum numune erimeye başlayana kadar devam eder. Bu noktada, çentik başına derinlikte büyük bir artış gözlemlenecektir. Bu konsept kullanılarak, bir malzemedeki faz değişimi, sabit bir kuvvet genliğine sahip dinamik salınımlar kullanılarak ve yer değiştirmesi ölçülerek, yani Dinamik Mekanik Analiz (DMA) ile gözlemlenebilir. Hassas Lokalize Cam Geçişi hakkında bilgi edinin!

Nanoindentasyon ile Gerilme Gevşemesi Ölçümü

Daha fazla bilgi edinin

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

The post Precise Localized Glass Transition with Nanoindentation DMA appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

Kauçuk Viskoelastik Analizi

nanovea — 11 Mart 2019 Pazartesi 06:06:56 +0000

Kauçuk Viskoelastik Analizi

Daha fazla bilgi edinin

Araçlar yolda çalışırken lastikler döngüsel olarak yüksek deformasyonlara maruz kalır. Zorlu yol koşullarına maruz kaldıklarında, lastiklerin hizmet ömrü diş aşınması, sürtünmeden kaynaklanan ısı, kauçuk yaşlanması ve diğerleri gibi birçok faktör tarafından tehlikeye atılır.

Sonuç olarak, lastikler genellikle karbon dolgulu kauçuk, naylon kordonlar ve çelik tellerden vb. oluşan kompozit katman yapılarına sahiptir. Özellikle, lastik sistemlerinin farklı bölgelerindeki kauçuk bileşimi, aşınmaya dayanıklı iplik, yastık kauçuk tabakası ve sert kauçuk taban tabakası dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere farklı işlevsel özellikler sağlamak için optimize edilmiştir.

Kauçuğun viskoelastik davranışının güvenilir ve tekrarlanabilir bir testi, yeni lastiklerin kalite kontrolü ve Ar-Ge'sinin yanı sıra eski lastiklerin ömrünün değerlendirilmesinde de kritik öneme sahiptir. Dinamik Mekanik Analiz (DMA) sırasında Nanoindentasyon viskoelastisiteyi karakterize eden bir tekniktir. Kontrollü salınım gerilimi uygulandığında ortaya çıkan gerinim ölçülür ve böylece kullanıcıların test edilen malzemelerin karmaşık modülünü belirlemesine olanak sağlanır.

The post Viscoelastic Analysis of Rubber appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.

Nanoindentasyon ile Dinamik Mekanik Analiz

nanovea — Pzt, 30 Temmuz 2018 19:21:13 +0000

Mantarların kalitesi büyük ölçüde mekanik ve fiziksel özelliklerine bağlıdır. Şarabı mühürleme kabiliyeti şu önemli faktörlerle tanımlanabilir: esneklik, yalıtım, esneklik ve gaz ve sıvılara karşı geçirimsizlik. Dinamik mekanik analiz (DMA) testi yapılarak, esneklik ve esneklik özellikleri ölçülebilir bir yöntemle ölçülebilir. Bu özellikler Nanovea Mekanik Test Cihazı ile karakterize edilir Nanoindentaion Young modülü, depolama modülü, kayıp modülü ve tan delta (tan (δ)) şeklinde. DMA testinden elde edilebilecek diğer veriler faz kayması, sertlik, stres ve malzemenin gerinimidir.

Nanoindentasyon ile Dinamik Mekanik Analiz

The post Dynamic Mechanical Analysis With Nanoindentation appeared first on NANOVEA: Advanced Profilometers, Tribometers, Nanoindenters, and Scratch Testers for Materials Testing.