Ricerca di Comportamento di Strisciamento Facendo Uso di Micro o Tester Nano della Dentellatura (MHT/NHT) Dagli Strumenti di CSM

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Sfondo

Prova della Dentellatura

Strisciamento di Misurazione

Tester Nano della Dentellatura

Modello dell'Due-Elemento di Maxwell

Modello dell'Due-Elemento di Kelvin

Curva di Strisciamento

Durezza

Sfondo

Il fenomeno di strisciamento è osservato spesso in prova della dentellatura per materiali determinati quali i polimeri ed i metalli molli. Lo Strisciamento dipende dal materiale e normalmente diminuisce ai valori molto bassi in determinati secondi. Tuttavia, influenza la profondità massima e la curva scaricante in un modo che gli errori non trascurabili del modulo ed i calcoli di durezza possono accadere. Questo articolo mette a fuoco sull'indagine su comportamento di strisciamento per i seguenti polimeri amorfi:

•        Polimetilacrilato (PMMA)

•        Policarbonato (PC)

•        Cloruro Polivinilico (PVC).

Prova della Dentellatura

In una prova della dentellatura, strisci spesso si manifesta come ritirarsi o “punta„ nella parte scaricante della curva di forza-spostamento, come indicato sulla curva senza periodo della tenuta nella Fig. 1. Per tale materiale, quando la forza è tenuta durante certo tempo alla forza massima, il penetratore continua a penetrare, secondo le indicazioni della Fig. 1.

AZoNano - A - Z di Nanotecnologia - Forza-Spostamento curva per PMMA. La curva senza periodo della tenuta a forza massima mostra una punta nella parte superiore della curva scaricante mentre la curva con un periodo della tenuta di 120 s indica che il penetratore continua a penetrare nel materiale.

Figura 1. curve di Forza-Spostamento per PMMA. La curva senza periodo della tenuta a forza massima mostra una punta nella parte superiore della curva scaricante mentre la curva con un periodo della tenuta 120s indica che il penetratore continua a penetrare nel materiale.

Strisciamento di Misurazione

Il metodo più comune di misurazione dello strisciamento è di mantenere la forza applicata ad un valore massimo costante e di misurare il cambiamento approfondito del penetratore in funzione di tempo. Il cambiamento relativo della profondità della dentellatura si riferisce a come “lo strisciamento„ del materiale dell'esemplare. La Fig. 2 mostra un confronto di strisciamento per i tre polimeri amorfi (PMMA, PVC e PC) provati con gli stessi parametri della prova. PMMA è il campione che esibisce il più alto strisciamento seguito dal PVC e dal PC.

AZoNano - A - Z di Nanotecnologia - confronto di Strisciamento dei polimeri amorfi differenti da 10 margini di mn con il tasso di carico di 20 mN/min.

Figura 2. confronto di Strisciamento dei polimeri amorfi differenti da 10 margini di mn con il tasso di carico di 20 mN/min.

Tester Nano della Dentellatura

È stato indicato che lo strisciamento della dentellatura può essere determinato facilmente facendo uso degli Strumenti di CSM Micro e del Tester Nano della Dentellatura (MHT e NHT). Il coefficiente di strisciamento della dentellatura è definito come il cambiamento relativo della profondità della dentellatura mentre la forza applicata rimane costante.

Modello dell'Due-Elemento di Maxwell

Per i polimeri esaminatori, un approccio più empirico che rende informazioni sui beni viscoelastici dell'esemplare è disponibile con la modellistica meccanica. Modellando il campione ad un modello dell'due-elemento di Maxwell, la risposta di strisciamento (cambiamento approfondito col passare del tempo) a forza costante può essere espressa secondo la seguente formula:

AZoNano - A - Z di Nanotecnologia -

dove F0 è il caricamento massimo, il α è l'angolo dei semi del cono, E* e il η sono parametri adatti che rappresentano la massa e scorrimento i moduli dell'elemento della sorgente ed il termine della viscosità che quantifica i beni dipendenti dal tempo del materiale, rispettivamente.

Modello dell'Due-Elemento di Kelvin

Un Altro modello comune usato è il modello dell'due-elemento di Kelvin; la risposta di strisciamento poi diventa:

AZoNano - A - Z di Nanotecnologia -

Un Altro comunemente usato di modello per i metalli molli possono essere usati per misura la curva di strisciamento con la seguente formula logaritmica:

dove A e la B sono adatti i parametri che dipendono dalla temperatura, la densità di dislocazione, Hamburger vector e rendono il rafforzamento. Per misura la curva di strisciamento ad un file di dati di misura, l'adeguamento giudizioso del η di E*and, o A e la B devono essere determinati.

Curva di Strisciamento

La curva di strisciamento di PMMA è stata studiata con tutti i modelli suddetti di strisciamento per verificare la precisione del modello confrontato ai dati di misura, secondo le indicazioni della Fig. 3. Il modello che dà la misura più vicina ai dati è il logaritmico seguito dal modello di Kelvin; il modello di Maxwell appena segue i dati di strisciamento.

AZoNano - A - Z di Nanotecnologia - Confronto della misura differente modella su strisciamento di PMMA da 10 margini di mn con il tasso di carico di 20 mN/min.

La Figura 3. Confronto della misura differente modella su strisciamento di PMMA da 10 margini di mn con il tasso di carico di 20 mN/min.

L'influenza di Strisciamento su durezza e sul modulo risulta Il comportamento di strisciamento altamente è influenzata dal tasso di carico usato durante la prova. La Fig. 4. mostra il risultato delle curve di strisciamento per i tassi di carico differenti. Più veloce il tasso di carico, più alto lo strisciamento. Di Conseguenza, mentre lo strisciamento è connesso molto attentamente con deformazione di plastica, ogni punto all'interno del regime di plastica durante la prova della dentellatura è accompagnato da una piccola quantità di strisciamento. Quindi, la profondità massima della dentellatura usata per la durezza ed il calcolo del modulo è influenzata forte dal tasso di carico e dalla durata del periodo della tenuta della prova.

L'Indagine sul modulo e sulla durezza in funzione del periodo della tenuta è stata realizzata su PMMA, come indicato sulla Fig. 5. Questi risultati indicano che, in quel caso, solo dopo che intorno 40 s o più possono l'errore del modulo dovuto strisciare è trascurato.

Durezza

Per Concludere, la durezza ancor più è influenzata da strisciamento che il modulo su quel campione. Il periodo della tenuta deve essere almeno 100 s per evitare l'effetto di strisciamento.

AZoNano - A - Z di Nanotecnologia - Modulo e durezza in funzione del periodo della tenuta alla forza massima per PMMA per 10 margini di mn con il tasso di carico di 20 mN/min.

Figura 4. Influenza del tasso di carico della dentellatura sulla curva di strisciamento per PMMA per 10 margini di mn con il periodo della tenuta di 120 s.

AZoNano - A - Z di Nanotecnologia - Modulo e durezza in funzione del periodo della tenuta alla forza massima per PMMA per 10 margini di mn con il tasso di carico di 20 mN/min.

Figura 5. Modulo e durezza in funzione del periodo della tenuta alla forza massima per PMMA per 10 margini di mn con il tasso di carico di 20 mN/min.

Sorgente: Strumenti di CSM

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego gli Strumenti di CSM

Date Added: Dec 5, 2006 | Updated: Dec 2, 2014

Last Update: 9. December 2014 19:47

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