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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。

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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。

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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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橡胶的粘弹性分析

橡胶的粘弹性分析

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车辆在道路上行驶时,轮胎要承受周期性的高变形。当暴露在恶劣的道路条件下时,轮胎的使用寿命会受到许多因素的影响,如螺纹的磨损、摩擦产生的热量、橡胶老化等。

因此,轮胎通常具有由碳纤维填充的橡胶、尼龙绳和钢丝等组成的复合层结构。特别是,轮胎系统不同区域的橡胶组成被优化,以提供不同的功能特性,包括但不限于耐磨线、缓冲橡胶层和硬橡胶底层。

对橡胶粘弹性行为进行可靠且可重复的测试对于新轮胎的质量控制和研发以及旧轮胎的使用寿命评估至关重要。动态力学分析(DMA) 纳米压痕 是一种表征粘弹性的技术。当施加受控振荡应力时,会测量产生的应变,从而使用户能够确定被测材料的复数模量。

更好地看待纸张

自2世纪发明以来,纸张在信息传播方面发挥了巨大作用[1]。纸张由交织在一起的纤维组成,这些纤维通常取自树木,经过干燥后成为薄片。作为信息存储的媒介,纸张使思想、艺术和历史得以远距离传播,并穿越时空。

如今,纸张普遍用于货币、书籍、盥洗用品、包装等。纸张通过不同的方式进行加工以获得与其应用相匹配的特性。例如,杂志上具有视觉吸引力的光面纸与粗糙的冷压水彩纸不同。纸张的生产方法会影响纸张的表面性能。这会影响墨水(或其他介质)如何沉淀在纸张上并出现在纸张上。为了检查不同的纸张工艺如何影响表面特性,Nanovea 通过使用我们的大面积扫描来检查各种类型纸张的粗糙度和纹理。 3D 非接触式轮廓仪.

点击了解 纸张的表面粗糙度!

更好地了解聚碳酸酯类镜片

更好地了解聚碳酸酯类镜片 了解更多
 
聚碳酸酯镜片通常被用于许多光学应用中。它们的高抗冲击性、低重量和大批量生产的廉价成本使它们在各种应用中比传统玻璃更实用[1]。 其中一些应用需要安全(如安全眼镜)、复杂(如菲涅尔透镜)或耐用(如交通灯透镜)的标准,这些标准如果不使用塑料就很难满足。它能够廉价地满足许多要求,同时保持足够的光学质量,使塑料镜片在其领域中脱颖而出。聚碳酸酯镜片也有局限性。消费者最关心的问题是它们容易被刮伤。为了弥补这一点,可以进行额外的工艺来涂抹防刮伤涂层。 Nanovea通过利用我们的三种计量仪器来研究塑料镜片的一些重要特性。 轮廓仪, 摩擦仪,以及 机械测试仪.   点击阅读更多!

Nanovea 2018重塑品牌 在MRS波士顿参观我们

访问Nanovea @MRS波士顿纳诺威公司将自豪地展示每一个仪器系列包括完全重新设计的PB1000机械测试仪和重新命名的PS50轮廓仪和T50摩擦仪。随着新品牌的出现,所有的仪器都得到了新的分期,以提高精确度和声学阻尼。敬请关注,Nanovea还有其他一些改变游戏规则的技术进步即将推出。欲了解更多信息,请 联系我们 Nanovea。

循环纳米压痕应力-应变测量

循环纳米压痕应力-应变测量

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纳米压痕的重要性

通过以下方式获得的连续刚度测量(CSM) 纳米压痕 用微创的方法揭示材料的应力-应变关系。与传统的拉伸测试方法不同,纳米压痕提供纳米级的应力-应变数据,而不需要大型仪器。应力-应变曲线提供了关于样品在承受越来越大的载荷时弹性和塑性行为之间的阈值的关键信息。CSM提供了在没有危险设备的情况下确定材料的屈服应力的能力。

 

纳米压痕提供了一种可靠的和用户友好的方法来快速调查应力-应变数据。此外,在纳米尺度上测量应力-应变行为使研究材料中的小涂层和颗粒的重要特性成为可能,因为它们变得更加先进。除了硬度、弹性模量、蠕变、断裂韧性等,纳米压痕还能提供弹性极限和屈服强度的信息,使其成为一种多功能的计量仪器。

在这项研究中,纳米压痕提供的应力-应变数据确定了材料的弹性极限,同时只进入了1.2微米的表面。我们使用CSM来确定材料的机械性能是如何随着压头进入表面的深度而发展的。这在薄膜应用中特别有用,因为其特性可能取决于深度。纳米压痕是一种确认测试样品中材料特性的微创方法。

CSM试验在测量材料特性与深度的关系方面很有用。循环试验可以在恒定载荷下进行,以确定更复杂的材料特性。这对于研究疲劳或消除孔隙率的影响以获得真正的弹性模量是很有用的。

测量目标

在这个应用中,Nanovea机械测试仪使用CSM来研究硬度和弹性模量与深度的关系以及标准钢样品的应力-应变数据。钢被选择为其普遍认可的特性,以显示纳米级应力-应变数据的控制和准确性。一个半径为5微米的球形尖端被用来达到足够高的应力,超过钢的弹性极限。

 

测试条件和程序

使用了以下压痕参数。

结果。

 

振荡过程中负载的增加提供了以下深度与负载的曲线。在加载过程中进行了100多次振荡,以找到压头穿透材料时的应力-应变数据。

 

我们从每个周期获得的信息中确定应力和应变。每个周期的最大载荷和深度使我们能够计算出每个周期施加在材料上的最大应力。应变是由每个周期的部分卸载后的残留深度计算出来的。这使我们可以通过除以尖端的半径来计算残留印记的半径,从而得到应变系数。绘制材料的应力与应变的关系图显示了弹性区和塑性区以及相应的弹性极限应力。我们的测试确定材料的弹性区和塑性区之间的过渡是在0.076左右的应变,弹性极限为1.45GPa。

每个周期作为一个单一的压痕,所以当我们增加负载时,我们在钢中的不同控制深度进行测试。因此,硬度和弹性模量与深度的关系可以直接从每个周期获得的数据中绘制出来。

随着压头进入材料,我们看到硬度增加,弹性模量减少。

总结

我们已经证明Nanovea机械测试仪提供可靠的应力-应变数据。使用带有CSM压痕的球形尖端,可以在增加的应力下进行材料性能测量。负载和压头半径可以改变,以便在受控深度测试各种材料。Nanovea机械测试仪提供这些压痕测试,从亚mN范围到400N。

 

5 AXIS 色度共聚焦测量

Nanovea满足了对5轴测量系统的要求,该系统结合了色度共焦线传感器,用于对特殊部件进行快速质量控制。观看短片 视频.了解更多关于Nanovea的轮廓仪的信息 了解更多

2016年Nanovea亚洲之行

Nanovea刚刚成功地完成了在日本各地的巡回研讨会,目前正在中国各地开会。我们要感谢我们的分销商和现有/潜在的客户的时间和热情。