Het Onderzoek die van het Gedrag van het Kruipen Micro of Nano Meetapparaat van de Inkeping (MHT/NHT) Gebruiken Van Instrumenten CSM

Besproken Onderwerpen

Achtergrond

De Test van de Inkeping

Het Meten van Kruipen

Nano Meetapparaat van de Inkeping

Het twee-Element van Maxwell Model

Kelvin Two-Element Model

De Kromme van het Kruipen

Hardheid

Achtergrond

Het fenomeen van kruipen wordt vaak waargenomen in inkeping het testen voor bepaalde materialen zoals polymeren en zachte metalen. Het Kruipen hangt van het materiaal af en vermindert normaal aan zeer lage waarden binnen sommige seconden. Niettemin, op een bepaalde manier beïnvloedt het de maximumdiepte en de het leegmaken kromme dat de niet te verwaarlozen fouten van modulus en hardheidsberekeningen kunnen voorkomen. Dit artikel concentreert zich op het onderzoek van kruipengedrag voor de volgende amorfe polymeren:

·         Polymethylmethacrylate (PMMA)

·         Polycarbonaat (PC)

·         Polyvinylchloride (PVC).

De Test van de Inkeping

In een inkepingstest, komt het kruipen vaak uit als stokvoering of „neus“ in het het leegmaken gedeelte van de kracht-verplaatsing kromme tot uiting, zoals die op de kromme zonder greepperiode wordt getoond in Fig. 1. Voor dergelijk materiaal, wanneer de kracht tijdens een bepaalde tijd bij de maximumkracht wordt gehouden, blijft indenter, zoals aangetoond in Fig. 1 doordringen.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - kracht-Verplaatsing buigt voor PMMA. De kromme zonder greepperiode bij maximumkracht toont een neus in het hogere deel van de het leegmaken kromme terwijl de kromme met een periode van de 120 sgreep aantoont dat indenter in het materiaal blijft doordringen.

Figuur 1.

Het Meten van Kruipen

De gemeenschappelijkste methode om kruipen te meten is de toegepaste kracht te handhaven bij een constante maximumwaarde en de verandering diepgaand van indenter als functie van tijd te meten. De relatieve verandering van de inkepingsdiepte wordt bedoeld als „kruipen“ van het specimenmateriaal. Fig. 2 toont een kruipenvergelijking voor de drie amorfe die polymeren (PMMA, PVC en PC) met de zelfde testparameters worden getest. PMMA is de steekproef tentoonstellend het hoogste die kruipen door PVC en PC wordt gevolgd.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - de vergelijking van het Kruipen van verschillende amorfe polymeren van Mn 10 kartelt met 20 mN/min ladingstarief.

Figuur 2.

Nano Meetapparaat van de Inkeping

Men heeft getoond dat het inkepingskruipen gemakkelijk kan worden bepaald gebruikend de Micro van Instrumenten CSM en Nano Meetapparaat van de Inkeping (MHT en NHT). De coëfficiënt van het inkepingskruipen wordt gedefinieerd als relatieve verandering van de inkepingsdiepte terwijl de toegepaste kracht constant blijft.

Het twee-Element van Maxwell Model

Voor de onderzochte polymeren, een empirischere benadering die informatie over de viscoelastic eigenschappen van het specimen opbrengt is beschikbaar door mechanische modellering. Door de steekproef aan een twee-element Maxwell model te modelleren, kan de kruipenreactie (verandering diepgaand in tijd) bij constante kracht volgens de volgende formule worden uitgedrukt:

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie -

waar F0 de maximumlading is, is α de kegel semi hoek, zijn E* en η geschikte parameters die de massa vertegenwoordigen en scheren modulussen van het de lenteelement, en de viscositeitstermijn die het tijd afhankelijke bezit van het materiaal, respectievelijk kwantificeert.

Kelvin Two-Element Model

Een Ander gemeenschappelijk gebruikt model is het het twee-element van Kelvin model; de kruipenreactie wordt dan:

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie -

Een Ander die model algemeen voor zachte metalen wordt gebruikt kan worden gebruikt om de kruipenkromme met de volgende logaritmische formule te passen:

waar A en B geschikte parameters zijn die bij temperatuur, dislocatiedichtheid, vector Burgers en opbrengst het versterken afhangen. Om de kruipenkromme aan een dossier van metingsgegevens, een oordeelkundige aanpassing van E*and η, of de behoefte van A te passen en van B om worden bepaald.

De Kromme van het Kruipen

De kruipenkromme van PMMA is onderzocht met alle voornoemde kruipenmodellen om de precisie van het model te verifiëren in vergelijking met de metingsgegevens, zoals aangetoond in Fig. 3. Het model die de dichtste die pasvorm geven aan de gegevens is logaritmisch door het model van Kelvin wordt gevolgd; het model Maxwell volgt nauwelijks de kruipengegevens.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - Vergelijking van verschillende geschikte modellen op kruipen PMMA van Mn 10 kartelt met 20 mN/min ladingstarief.

Figuur 3.

De invloed van het Kruipen op hardheid en modulus vloeit het kruipengedrag hoogst wordt beïnvloed door het ladingstarief tijdens de test wordt gebruikt die voort. Fig. 4. toont het resultaat van kruipenkrommen voor verschillende ladingstarieven. Sneller het ladingstarief, hoger het kruipen. Daarom aangezien het kruipen dicht wordt verbonden aan plastic misvorming, gaat elke stap binnen het plastic regime tijdens de inkepingstest van een kleine hoeveelheid kruipen vergezeld. Aldus, wordt de maximumdieinkepingsdiepte voor de hardheid en de modulusberekening wordt gebruikt sterk beïnvloed door het ladingstarief en de duur van de greepperiode van de test.

Het Onderzoek van de modulus en de hardheid als functie van de greepperiode is uitgevoerd op PMMA, zoals die op Fig. 5 wordt getoond. Deze resultaten tonen aan dat, in dat geval, slechts na rond jaren '40 of meer de modulusfout toe te schrijven aan kruipen om worden veronachtzaamd kan.

Hardheid

Tot Slot wordt de hardheid zelfs meer beïnvloed door kruipen dan de modulus op die steekproef. De greepperiode moet minstens 100 s zijn om het kruipeneffect te vermijden.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - Modulus en hardheid als functie van de greepperiode bij de maximumkracht voor PMMA voor Mn 10 kartelt met 20 mN/min ladingstarief.

Figuur 4.

AZoNano - A aan Z van Nanotechnologie - Modulus en hardheid als functie van de greepperiode bij de maximumkracht voor PMMA voor 10 Mnparagrafen met 20 mN/min ladingstarief.

Figuur 5.

Bron: Instrumenten CSM

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Instrumenten CSM

Date Added: Dec 5, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 12:31

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit