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对软性、柔性材料的压制

测试软性、柔性材料的重要性

非常柔软和灵活的样品的一个例子是微电子机械系统。MEMS被用于日常商业产品,如打印机、移动电话和汽车[1]。它们的用途还包括特殊功能,如生物传感器[2]和能量采集[3]。对于它们的应用,MEMS必须能够在其原始配置和压缩配置之间反复可逆地过渡[4]。为了了解这些结构对机械力的反应,可以进行压缩测试。压缩测试可以用来测试和调整各种MEMS配置,以及测试这些样品的上限和下限力。

 纳诺维亚酒店 机械测试仪 纳米 模块能够在极低负载下准确收集数据并移动超过 1 毫米的距离,使其成为测试柔软样品的理想选择。通过具有独立的载荷和深度传感器,大的压头位移不会影响载荷传感器的读数。与其他纳米压痕系统相比,我们的系统能够在超过 1 毫米的压头行程范围内进行低负载测试,这使得我们的系统独一无二。相比之下,纳米级压痕系统的合理行进距离通常低于 250μm。
 

测量目标

在这个案例研究中,Nanovea对两个独特的不同的柔性弹簧状样品进行了压缩测试。我们展示了我们在非常低的负载下进行压缩和记录大位移的能力,同时准确地获得低负载下的数据,以及如何将其应用于MEMS行业。由于隐私政策,本研究中不会透露样品和它们的来源。

测量参数

注:当压头在空气中时,1V/min的加载速率与大约100μm的位移成正比。

结果和讨论

样品对机械力的反应可以从载荷与深度的曲线中看出。在上述的测试参数下,样品A只显示出线性弹性变形。图2是一个很好的例子,说明在75μN的载荷与深度曲线上可以实现的稳定性。由于载荷和深度传感器的稳定性,很容易察觉到样品的任何明显的机械反应。

样品B显示出与样品A不同的机械反应。超过750μm的深度,图表中开始出现类似断裂的行为。这可以从深度为850和975μm时载荷的急剧下降中看出。尽管在8mN的范围内以高负荷率行驶超过1mm,我们高度敏感的负荷和深度传感器允许用户获得以下光滑的负荷与深度曲线。

硬度是由负载与深度曲线的卸载部分计算出来的。刚度反映了使样品变形所需的力有多大。对于这个刚度的计算,使用了0.3的伪泊松比,因为材料的实际比率是不知道的。在这种情况下,样品B被证明比样品A更硬。

 

总结

使用Nanovea机械测试仪的纳米模块对两个不同的柔性样品进行了压缩测试。测试是在非常低的载荷(1mm)下进行的。用纳米模块进行的纳米级压缩测试表明该模块有能力测试非常柔软和灵活的样品。本研究的额外测试可以通过Nanovea机械测试仪的多负载选项解决反复循环负载对弹簧状样品的弹性恢复方面的影响。

有关这种测试方法的更多信息,请随时与我们联系:[email protected],如需更多应用说明,请浏览我们广泛的应用说明数字图书馆。

参考文献

[1] "MEMS的介绍和应用领域"。EEHerald,2017年3月1日。 www.eeherald.com/section/design-guide/mems_application_introduction.html.

[2] Louizos, Louizos-Alexandros; Athanasopoulos, Panagiotis G.; Varty, Kevin (2012)."微电子机械系统和纳米技术。下一个支架技术时代的平台"。Vasc Endovascular Surg.46 (8):605–609. doi:10.1177/1538574412462637.PMID 23047818。

[3] Hajati, Arman; Sang-Gook Kim (2011)."超宽频压电能量采集"。AppliedPhysics Letters.99 (8):083105. doi:10.1063/1.3629551.

[4] Fu, Haoran, et al. "Morphable 3D mesostructures and microelectronic devices by multistable bucklingmechanics."自然材料17.3(2018): 268。

现在,让我们来谈谈你的申请

用摩擦学评估刹车片


评估防滑垫性能的重要性

刹车片是复合材料,是一种由多种成分组成的材料,必须能够满足大量的安全要求。理想的刹车片具有高摩擦系数(COF),低磨损率,最小的噪音,并在不同的环境下保持可靠。为了确保刹车片的质量能够满足其要求,摩擦学测试可以用来确定关键规格。


刹车片的可靠性被放在非常重要的位置;乘客的安全永远不应该被忽视。因此,复制操作条件并确定可能的故障点是关键。
与纳诺维亚 摩擦仪,在销、球或平面与不断移动的反向材料之间施加恒定负载。两种材料之间的摩擦力通过刚性称重传感器收集,从而可以收集不同负载和速度下的材料特性,并在高温、腐蚀性或液体环境中进行测试。



测量目标

在这项研究中,刹车片的摩擦系数是在从室温到700℃的持续升温环境下研究的。环境温度被就地提高,直到观察到刹车片的明显失效。一个热电偶被连接到针的背面,以测量滑动界面附近的温度。



测试过程和程序




结果和讨论

这项研究主要集中在刹车片开始失效的温度上。获得的COF并不代表现实生活中的数值;销轴的材料与刹车盘不一样。还应注意的是,收集的温度数据是销轴的温度,而不是滑动界面的温度。

 








在测试开始时(室温),SS440C销和刹车片之间的COF给出了一个稳定的值,大约为0.2。随着温度的升高,COF稳步上升,并在350°C附近达到了0.26的峰值。超过390°C,COF迅速开始下降。在450°C时,COF开始回升到0.2,但不久后开始下降到0.05的数值。


刹车片持续失效的温度被确定为500℃以上的温度。超过这个温度,COF就无法再保持0.2的起始COF。



总结




刹车片在超过500℃的温度下显示出一致的故障。其COF为0.2,慢慢上升到0.26的数值,然后在测试结束时(580℃)下降到0.05。0.05和0.2之间的差异是4倍。这意味着在580°C时的法向力必须比室温下的法向力大4倍,才能达到相同的停车力!这就是为什么在580°C时的法向力是4倍。


虽然不包括在这项研究中,Nanovea摩擦仪也能够进行测试,观察刹车片的另一个重要属性:磨损率。通过利用我们的3D非接触式轮廓仪,可以获得磨损轨迹的体积,以计算出样品的磨损速度。磨损测试可以在不同的测试条件和环境下用Nanovea摩擦仪进行,以最好地模拟操作条件。

现在,让我们来谈谈你的申请

放电加工金属的质量分析

电火花加工,或称EDM,是一种通过电火花去除材料的制造工艺。
放电[1]。这种加工工艺一般用于难以在短时间内完成的导电金属。
用传统方法进行加工。

与所有的加工过程一样,精度和准确度必须高,以满足可接受的
容差水平。在本应用说明中,加工金属的质量将通过以下方式进行评估
纳诺瓦 3D非接触式轮廓仪.

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