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用摩擦仪进行玻璃涂层湿度磨损测试

用摩擦仪进行玻璃涂层湿度磨损测试

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玻璃涂层湿度

用摩擦仪进行磨损测试

编写者

杜安杰-李硕士,博士

简介

自洁玻璃涂层创造了一个易于清洁的玻璃表面,防止污垢、灰尘和污点的堆积。它的自洁功能大大减少了清洁的频率、时间、能源和成本,使它成为各种住宅和商业应用的有吸引力的选择,如玻璃外墙、镜子、淋浴玻璃、窗户和挡风玻璃。

耐磨性的重要性 自清洁玻璃涂层的重要性

自清洁涂层的一个主要应用是摩天大楼的玻璃外墙的外表面。玻璃表面经常受到强风携带的高速颗粒的攻击。天气状况对玻璃涂层的使用寿命也起着重要作用。当旧的涂层失效时,对玻璃进行表面处理并涂上新的涂层是非常困难和昂贵的。因此,玻璃涂层的耐磨性在以下情况下是非常重要的。
不同的天气状况是关键。


为了模拟自清洁涂层在不同天气下的真实环境条件,需要在受控和监测的湿度下进行可重复的磨损评估。它允许用户正确地比较暴露在不同湿度下的自清洁涂层的耐磨性,并为目标应用选择最佳的候选者。

测量目标

在这项研究中,我们展示了 NANOVEA 配备湿度控制器的T100摩擦仪是研究自清洁玻璃涂层在不同湿度下的耐磨性的理想工具。

NANOVEA

T100

测试程序

钠钙玻璃显微镜载玻片被涂上了两种不同处理配方的自洁玻璃涂层。这两种涂层被确定为涂层1和涂层2。还测试了一个未涂层的裸玻璃载玻片作为比较。


NANOVEA 摩擦仪 配备湿度控制模块的自清洁玻璃涂层用于评估摩擦学行为,例如摩擦系数、COF 和耐磨性。将 WC 球头(直径 6 毫米)应用于测试样品。 COF 是现场记录的。连接到摩擦室的湿度控制器将相对湿度 (RH) 值精确控制在 ±1 % 范围内。磨损试验后,在光学显微镜下检查磨损轨迹形态。

最大负荷 40 mN
结果与讨论

在不同的湿度条件下,对有涂层和无涂层的玻璃进行了针尖对磁盘的磨损试验。
样品。如图所示,在磨损测试期间,COF被现场记录下来。
图1 和平均COF总结为 图2. 图4 比较了磨损试验后的磨损痕迹。


如图所示
图1在30% RH中,一旦开始滑动运动,未镀膜的玻璃就表现出很高的COF,约为0.45,在300转的磨损试验结束时,它逐渐增加到约0.6。与此相比,
涂层玻璃样品 涂层1和涂层2在测试开始时显示出低于0.2的低COF。COF
在测试的其余部分,涂层2的COF稳定在~0.25,而涂层1的COF在~0.25时急剧增加。
~250转,COF达到~0.5的值。当在60% RH中进行磨损试验时,其
在整个磨损测试中,未涂层的玻璃仍然显示出较高的COF值,约为0.45。涂层1和2显示的COF值分别为0.27和0.22。在90% RH中,未涂层的玻璃在磨损试验结束时拥有约0.5的高COF。涂层1和2在磨损试验开始时表现出可比的COF约为0.1。涂层1保持相对稳定的COF~0.15。然而,涂层2在约100转时失效,随后在磨损试验结束时,COF显著增加到约0.5。


自清洁玻璃涂层的低摩擦力是由它的低表面能引起的。它创造了一个非常高的静态
水接触角和低滚降角。它导致在90% RH的涂层表面形成小水滴,在显微镜下显示为
图3.当相对湿度值从30%增加到90%时,也导致涂层2的平均COF从~0.23下降到~0.15。

图1: 在不同的相对湿度下进行针盘试验时的摩擦系数。

图2: 在不同的相对湿度下进行的盘上针测试的平均COF。

图3: 在涂层玻璃表面形成小水滴。

图4 比较了在不同湿度下进行磨损试验后玻璃表面的磨损痕迹。涂层1在30%和60%的相对湿度下进行磨损试验后表现出轻微的磨损迹象。在90%相对湿度的测试后,它拥有一个大的磨损痕迹,与磨损测试期间COF的明显增加相一致。涂层2在干燥和潮湿的环境中进行磨损试验后,几乎没有磨损的迹象,而且在不同湿度的磨损试验中,它也表现出持续的低COF。良好的摩擦学性能和低表面能的结合使涂层2成为恶劣环境中自清洁玻璃涂层应用的良好候选者。相比之下,未涂层的玻璃在不同湿度下显示出较大的磨损痕迹和较高的COF,证明了自清洁涂层技术的必要性。

图4: 在不同的相对湿度下进行针盘测试后的磨损痕迹(200倍放大)。

结论

NANOVEA T100摩擦仪是对不同湿度的自清洁玻璃涂层进行评估和质量控制的卓越工具。原位COF测量的能力使用户能够将磨损过程的不同阶段与COF的演变联系起来,这对于提高对玻璃涂层的磨损机制和摩擦学特性的基本认识至关重要。基于对不同湿度下测试的自清洁玻璃涂层的综合摩擦学分析,我们表明涂层2在干燥和潮湿的环境中都拥有恒定的低COF和卓越的耐磨性,使其成为暴露在不同气候下的自清洁玻璃涂层应用的更好的候选者。


NANOVEA 摩擦仪采用符合ISO和ASTM标准的旋转和线性模式提供精确和可重复的磨损和摩擦测试,在一个预集成的系统中可选择高温磨损、润滑和三相腐蚀模块。可选的3D非接触式轮廓仪可用于高
除了其他表面测量(如粗糙度)外,还可以对磨损轨迹进行分辨率三维成像。 

现在,让我们来谈谈你的申请

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