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 Yüksek Sıcaklık Mekanik Testleri

 

Tribometre Kullanarak Yüksek Sıcaklıkta Çizilme Sertliği

YÜKSEK SICAKLIKTA ÇIZILME SERTLIĞI

TRIBOMETRE KULLANARAK

Tarafından hazırlanmıştır

DUANJIE, PhD

GİRİŞ

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

YÜKSEK SICAKLIKLARDA ÇİZİK SERTLİĞİ ÖLÇÜMÜNÜN ÖNEMİ

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

ÖLÇÜM HEDEFI

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

NANOVEA

T50

DAHA FAZLA BİLGİ EDİNİN

TEST KOŞULLARI

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

TEST PARAMETRELERI

yüksek sıcaklıkta çizilme sertliği ölçümü

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

SONUÇLAR & TARTIŞMA

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

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

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

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

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

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

SONUÇ

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

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

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

ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM

CANLI SOHBET

Nanoindentasyon DMA ile Hassas Lokalize Cam Geçişi

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

CANLI SOHBET

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.

ASTM D7187 Nanoscratching Kullanılarak Sıcaklık Etkisi

Yüksek Sıcaklıkta Teflon Mekanik Özellikleri

Yüksek sıcaklıklarda ısı, teflonun sertlik ve viskoelastisite gibi mekanik özelliklerini değiştirir ve bu da mekanik arızalara neden olabilir. Yüksek sıcaklık uygulamaları için aday malzemeleri niceliksel olarak değerlendirmek için polimerik malzemelerin termo-mekanik davranışının güvenilir bir ölçümüne ihtiyaç vardır. Nano modül Nanovea'nın Mekanik Test Cihazı Yükü yüksek hassasiyetli bir piezo ile uygulayarak ve kuvvet ve yer değiştirmenin gelişimini ölçerek Sertlik, Young Modülü ve Sürünmeyi inceler. Gelişmiş bir fırın, termal sürüklenmenin etkisini en aza indirecek şekilde nano indentasyon testi boyunca girinti ucunu ve numune yüzeyini çevreleyen tekdüze bir sıcaklık oluşturur.

Nanoindentasyon Kullanılarak Yüksek Sıcaklıkta Teflon Mekanik Özellikleri

Nanoindentasyon Kullanılarak Lehimin Termomekanik Analizi

Lehim bağlantıları, sıcaklık 0,6'yı aştığında termal ve/veya harici strese maruz kalır. Tm nerede Tm malzemenin Kelvin cinsinden erime noktasıdır. Lehimlerin yüksek sıcaklıklardaki sünme davranışı, lehim ara bağlantılarının güvenilirliğini doğrudan etkileyebilir.  Sonuç olarak lehimin farklı sıcaklıklarda güvenilir ve niceliksel termomekanik analizine ihtiyaç vardır. Nano modül Nanovea'nın Mekanik Test Cihazı Yükü yüksek hassasiyetli bir piezo ile uygular ve kuvvetin ve yer değiştirmenin gelişimini doğrudan ölçer. Gelişmiş ısıtma fırını, uçta ve numune yüzeyinde eşit bir sıcaklık sağlayarak ölçüm doğruluğunu sağlar ve termal kaymanın etkisini en aza indirir.

Nanoindentasyon Kullanılarak Lehimin Termomekanik Analizi

 

Yüksek Sıcaklık Tribolojisi

Tribometre Kullanarak Yüksek Sıcaklıkta Çizilme Sertliği

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

Tribometre Kullanarak Yüksek Sıcaklıkta Çizilme Sertliği

 

Telif Hakkı © 2024 Nanovea. Her hakkı saklıdır.