TR 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
KO 
PL 
AR Kategori Mekanik Testler
Yumuşak, Esnek Malzemeler Üzerinde Sıkıştırma
Yumuşak, esnek malzemelerin test edilmesinin önemi
Çok yumuşak ve esnek örneklere bir örnek mikroelektromekanik sistemlerdir. MEMS yazıcılar, cep telefonları ve arabalar gibi günlük ticari ürünlerde kullanılmaktadır [1]. Kullanım alanları arasında biyosensörler [2] ve enerji hasadı [3] gibi özel işlevler de bulunmaktadır. MEMS'lerin uygulamaları için orijinal konfigürasyonlarından sıkıştırılmış bir konfigürasyona tekrar tekrar tersine çevrilebilir şekilde geçiş yapabilmeleri gerekir [4]. Yapıların mekanik kuvvetlere nasıl tepki vereceğini anlamak için sıkıştırma testi yapılabilir. Sıkıştırma testi, çeşitli MEMS konfigürasyonlarını test etmek ve ayarlamak için kullanılabileceği gibi bu numuneler için üst ve alt kuvvet sınırlarını test etmek için de kullanılabilir.
Nanovea Mekanik Test Cihazı nano Modülün çok düşük yüklerde doğru şekilde veri toplama ve 1 mm'lik mesafeyi aşma yeteneği, onu yumuşak ve esnek numunelerin test edilmesi için ideal kılar. Bağımsız yük ve derinlik sensörlerine sahip olunması sayesinde büyük girinti yer değiştirmesi, yük sensörü tarafından yapılan okumaları etkilemez. 1 mm'den fazla girinti hareketi aralığında düşük yük testi gerçekleştirme yeteneği, sistemimizi diğer nano indentasyon sistemlerine kıyasla benzersiz kılar. Karşılaştırıldığında, nano ölçekli bir girinti sistemi için makul bir hareket mesafesi tipik olarak 250μm'nin altındadır.
Ölçüm Hedefi
Bu vaka çalışmasında Nanovea, iki benzersiz esnek, yay benzeri numune üzerinde sıkıştırma testi gerçekleştirdi. Çok düşük yüklerde sıkıştırma yapma ve düşük yüklerde doğru veri elde ederken büyük yer değiştirmeleri kaydetme yeteneğimizi ve bunun MEMS endüstrisine nasıl uygulanabileceğini gösteriyoruz. Gizlilik politikaları nedeniyle, numuneler ve menşei bu çalışmada açıklanmayacaktır.
Ölçüm Parametreleri
Not: 1 V/dak'lık yükleme hızı, indenter havadayken yaklaşık 100μm yer değiştirme ile orantılıdır.
Sonuçlar ve Tartışma
Numunenin mekanik kuvvetlere verdiği tepki yüke karşı derinlik eğrilerinde görülebilir. Örnek A, yukarıda listelenen test parametreleriyle yalnızca doğrusal elastik deformasyon gösterir. Şekil 2, 75μN'de yüke karşı derinlik eğrisi için elde edilebilecek kararlılığın harika bir örneğidir. Yük ve derinlik sensörlerinin kararlılığı nedeniyle, numuneden önemli bir mekanik tepki algılamak kolay olacaktır.
Örnek B, Örnek A'dan farklı bir mekanik tepki göstermektedir. 750μm derinlikten sonra, grafikte kırılma benzeri davranış görülmeye başlar. Bu durum 850 ve 975μm derinlikte yükteki keskin düşüşlerde görülmektedir. 8mN'lik bir aralıkta 1 mm'den fazla yüksek bir yükleme hızında hareket etmesine rağmen, son derece hassas yük ve derinlik sensörlerimiz kullanıcının aşağıdaki şık yük ve derinlik eğrilerini elde etmesini sağlar.
Sertlik, yüke karşı derinlik eğrilerinin boşaltma kısmından hesaplanmıştır. Sertlik, numuneyi deforme etmek için ne kadar kuvvet gerektiğini yansıtır. Bu sertlik hesaplamasında, malzemenin gerçek oranı bilinmediği için 0,3'lük bir sözde Poisson oranı kullanılmıştır. Bu durumda, Örnek B'nin Örnek A'dan daha sert olduğu kanıtlanmıştır.
Sonuç
İki farklı esnek numune Nanovea Mekanik Test Cihazının Nano Modülü kullanılarak sıkıştırma altında test edilmiştir. Testler çok düşük yüklerde (1mm) gerçekleştirilmiştir. Nano Modül ile yapılan nano ölçekli sıkıştırma testleri, modülün çok yumuşak ve esnek numuneleri test etme kabiliyetini göstermiştir. Bu çalışma için ek testler, Nanovea Mekanik Test Cihazının çoklu yükleme seçeneği aracılığıyla tekrarlanan döngüsel yüklemenin yay benzeri numunelerin elastik toparlanma özelliğini nasıl etkilediğini ele alabilir.
Bu test yöntemi hakkında daha fazla bilgi için [email protected] adresinden bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin ve ek uygulama notları için lütfen kapsamlı Uygulama Notu dijital kütüphanemize göz atın.
Referanslar
[1] "MEMS için Giriş ve Uygulama Alanları." EEHerald, 1 Mart 2017, www.eeherald.com/section/design-guide/mems_application_introduction.html.
[2] Louizos, Louizos-Alexandros; Athanasopoulos, Panagiotis G.; Varty, Kevin (2012). "Mikroelektromekanik Sistemler ve Nanoteknoloji. Bir Sonraki Stent Teknolojik Çağı için Bir Platform". Vasc Endovascular Surg.46 (8): 605–609. doi:10.1177/1538574412462637. PMID 23047818.
[3] Hajati, Arman; Sang-Gook Kim (2011). "Ultra geniş bant genişliğinde piezoelektrik enerji hasadı". AppliedPhysics Letters. 99 (8): 083105. doi:10.1063/1.3629551.
[4] Fu, Haoran ve diğerleri. "Çok kararlı burkulma mekaniği ile şekillendirilebilir 3D mezoyapılar ve mikroelektronik cihazlar." Nature materials 17.3 (2018): 268.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Kauçuk Viskoelastik Analizi
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.
Polikarbonat Lenslere DAHA İYİ BİR BAKIŞ
Polikarbonat Lenslere DAHA İYİ BİR BAKIŞ
Daha fazla bilgi edinin
Polikarbonat lensler birçok optik uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek darbe direnci, düşük ağırlık ve yüksek hacimli üretimin ucuz maliyeti, onları çeşitli uygulamalarda geleneksel camdan daha pratik hale getirir [1].
Bu uygulamalardan bazıları, plastik kullanılmadan karşılanması zor olan güvenlik (örn. güvenlik gözlükleri), karmaşıklık (örn. Fresnel lens) veya dayanıklılık (örn. trafik ışığı lensi) kriterleri gerektirir. Yeterli optik nitelikleri korurken birçok gereksinimi ucuza karşılayabilmesi plastik camları kendi alanında öne çıkarmaktadır. Polikarbonat lenslerin de sınırlamaları vardır. Tüketiciler için temel endişe, çizilmelerinin kolay olmasıdır. Bunu telafi etmek için, çizilmeyi önleyici bir kaplama uygulamak için ekstra işlemler gerçekleştirilebilir.
Nanovea, üç metroloji cihazımızı kullanarak plastik lenslerin bazı önemli özelliklerini inceliyor: Profilometre, Tribometreve Mekanik Test Cihazı.
Daha Fazlasını Okumak İçin 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.
Nanoindentasyon ile Dinamik Mekanik Analiz
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.
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.
Polimerik Kaplamanın Mikro Kazıma Testi
Çizik testi kaplamaların yapışma ve yapışma mukavemetini değerlendirmek için en yaygın uygulanan yöntemlerden biri olarak gelişmiştir. Uygulanan yük kademeli olarak arttıkça belirli bir tür kaplama arızasının meydana geldiği kritik yük, kaplamaların yapışkan ve kohezif özelliklerini belirlemek ve karşılaştırmak için güvenilir bir araç olarak kabul edilmektedir. Çizik testi için en yaygın kullanılan indenter, konik Rockwell elmas indenterdir. Bununla birlikte, çizik testi silikon gofret gibi kırılgan bir alt tabaka üzerinde biriktirilen yumuşak polimerik kaplama üzerinde gerçekleştirildiğinde, konik indenter çatlak veya delaminasyon oluşturmak yerine oluklar oluşturan kaplamanın içinden geçme eğilimindedir. Yük daha da arttığında kırılgan silikon gofretin çatlaması gerçekleşir. Bu nedenle, kırılgan bir alt tabaka üzerindeki yumuşak kaplamaların kohezyon veya yapışma özelliklerini değerlendirmek için yeni bir teknik geliştirmek hayati önem taşımaktadır.
ASTM D7187 Nanoscratching Kullanılarak Sıcaklık Etkisi
ASTM D7187'ye göre, boyanın çizilmeye ve çizilmeye karşı direnci son kullanımında hayati bir rol oynar. Otomotiv boyasının çizilmeye karşı hassas olması, bakım ve onarımını zorlaştırmakta ve maliyetli hale getirmektedir. En iyi çizilme/mar direncini elde etmek için astar, baz kat ve şeffaf katın farklı kaplama mimarileri geliştirilmiştir. Nanoscratch testi ASTM D7187'de açıklandığı gibi boya kaplamalarının çizilme/mar davranışının mekanik yönlerini ölçmek için standart bir test yöntemi olarak geliştirilmiştir. Çizik testi sırasında farklı yüklerde farklı temel deformasyon mekanizmaları, yani elastik deformasyon, plastik deformasyon ve kırılma meydana gelir. Boya kaplamalarının plastik direnci ve kırılma direncinin nicel bir değerlendirmesini sağlar.
Kendi Kendini Temizleyen Cam Kaplama Sürtünme Ölçümü
Kendi kendini temizleyen cam kaplama, hem suyu hem de yağları iten düşük bir yüzey enerjisine sahiptir. Böyle bir kaplama, kir, kir ve lekelenmeye karşı koruyan, kolay temizlenen ve yapışmayan bir cam yüzey oluşturur. Kolay temizlenen kaplama, cam temizliğinde su ve enerji kullanımını önemli ölçüde azaltır. Sert ve zehirli kimyasal deterjanlar gerektirmez, bu da onu aynalar, duş camları, pencereler ve ön camlar gibi çok çeşitli konut ve ticari uygulamalar için çevre dostu bir seçim haline getirir.
Döngüsel Nanoindentasyon Stres-Şekil Değiştirme Ölçümü
Döngüsel Nanoindentasyon Stres-Şekil Değiştirme Ölçümü
Daha fazla bilgi edinin
Nanoindentasyonun Önemi
Sürekli sertlik ölçümleri (CSM) ile elde edilen nanoindentasyon malzemelerin gerilme-gerinim ilişkisini minimal invaziv yöntemlerle ortaya koyar. Geleneksel çekme testi yöntemlerinin aksine nanoindentasyon, büyük bir cihaza ihtiyaç duymadan nano ölçekte gerilme-gerinim verileri sağlar. Gerilme-gerinim eğrisi, numune artan yüklere maruz kaldıkça elastik ve plastik davranış arasındaki eşik hakkında önemli bilgiler sağlar. CSM, tehlikeli ekipman olmadan bir malzemenin akma gerilimini belirleme olanağı sağlar.
Nanoindentasyon, gerilme-gerinim verilerini hızlı bir şekilde araştırmak için güvenilir ve kullanıcı dostu bir yöntem sağlar. Ayrıca, nano ölçekte gerilme-gerinim davranışının ölçülmesi, malzemelerdeki küçük kaplamalar ve partiküller daha da geliştikçe önemli özelliklerin incelenmesini mümkün kılar. Nanoindentasyon, sertlik, elastik modül, sünme, kırılma tokluğu vb. özelliklerin yanı sıra elastik limit ve akma dayanımı hakkında da bilgi sağlayarak onu çok yönlü bir metroloji aracı haline getirir.
Bu çalışmada nano indentasyonla sağlanan gerilme-gerinim verileri, yüzeye yalnızca 1,2 mikron girerken malzemenin elastik sınırını tanımlamaktadır. CSM'yi, bir girinti yüzeyin derinliklerine doğru ilerledikçe malzemelerin mekanik özelliklerinin nasıl geliştiğini belirlemek için kullanıyoruz. Bu, özellikle özelliklerin derinliğe bağlı olabileceği ince film uygulamalarında kullanışlıdır. Nano indentasyon, test numunelerindeki malzeme özelliklerini doğrulamak için minimal invaziv bir yöntemdir.
CSM testi, derinliğe karşı malzeme özelliklerinin ölçülmesinde faydalıdır. Daha karmaşık malzeme özelliklerini belirlemek için sabit yüklerde döngüsel testler yapılabilir. Bu, yorulmayı incelemek veya gerçek elastik modülü elde etmek için gözenekliliğin etkisini ortadan kaldırmak için yararlı olabilir.
Ölçüm Hedefi
Bu uygulamada Nanovea mekanik test cihazı, standart bir çelik numune üzerinde sertlik ve elastik modül ile derinlik ve gerilme-gerinim verilerini incelemek için CSM kullanmaktadır. Çelik, nano ölçekli gerilme-gerinim verilerinin kontrolünü ve doğruluğunu göstermek için yaygın olarak bilinen özellikleri nedeniyle seçilmiştir. Çelik için elastik sınırın ötesinde yeterince yüksek gerilmelere ulaşmak için 5 mikron yarıçaplı küresel bir uç kullanılmıştır.
Test Koşulları ve Prosedürleri
Aşağıdaki girinti parametreleri kullanılmıştır:
Sonuçlar:
Salınımlar sırasında yükteki artış, aşağıdaki derinliğe karşı yük eğrisini sağlar. Girinti malzemeye nüfuz ederken gerilme-şekil değiştirme verilerini bulmak için yükleme sırasında 100'den fazla salınım gerçekleştirilmiştir.
Her döngüde elde edilen bilgilerden gerilme ve gerinimi belirledik. Her döngüdeki maksimum yük ve derinlik, her döngüde malzemeye uygulanan maksimum gerilimi hesaplamamızı sağlar. Gerinim, kısmi boşaltmadan kaynaklanan her döngüdeki kalıntı derinlikten hesaplanır. Bu, gerinim faktörünü vermek için ucun yarıçapını bölerek kalıntı izinin yarıçapını hesaplamamızı sağlar. Malzeme için gerilime karşı gerinim grafiği, karşılık gelen elastik limit gerilimi ile elastik ve plastik bölgeleri gösterir. Testlerimiz, malzemenin elastik ve plastik bölgeleri arasındaki geçişin 1,45 GPa'lık bir elastik limit ile 0,076 gerinim civarında olduğunu belirlemiştir.
Her döngü tek bir girinti gibi davranır, bu nedenle yükü artırdıkça çelikte çeşitli kontrollü derinliklerde testler yaparız. Böylece, derinliğe karşı sertlik ve elastik modül, her döngü için elde edilen verilerden doğrudan çizilebilir.
Çentik malzemenin içine doğru ilerledikçe sertliğin arttığını ve elastik modülün azaldığını görürüz.
Sonuç
Nanovea mekanik test cihazının güvenilir stres-gerinim verileri sağladığını gösterdik. CSM girintili küresel bir uç kullanmak, artan stres altında malzeme özelliği ölçümüne olanak tanır. Yük ve girinti yarıçapı, çeşitli malzemeleri kontrollü derinliklerde test etmek için değiştirilebilir. Nanovea mekanik test cihazları bu indentasyon testlerini alt mN aralığından 400N'ye kadar sağlar.
