CSM 계기에서 Microindentation 검사자 (MHT)를 사용하는 Microindentation 도중 청각 방출의 측정

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소개
청각 방출은인 무엇
Microindentation 도중 청각 신호 취득의 이점
결론

소개

부피와 박막 둘 다 시스템에 있는 대부분의 일반적인 microindentation 측정은 물자의 경도와 탄성 계수의 결심에 집중합니다. 그러나, 많은 물자 시스템에서, 짐 깊이 관계에 있는 불연속은 필름 실패, delamination, 탈구 운동 또는 단계 변경이 일어날 수 있는 물자에서 수시로, 특히 관찰될 수 있습니다. 청각 방출을 사용하여 특정 물리적 현상의 특성은 사건의 크기 그리고 모형 둘 다의 정확한 제자리 측정을 제공할 수 있습니다.

다양한 물자의 압흔 도중 청각 방출 행동에 이전 연구 결과는 이끌어 낸지 어느 것이 에너지의 청각적인 방출로 사건이 일어나는 속도가 사건의 모형에 상관될 수 있다는 것을 보여주었습니다. microindentation가 분리된 일으키는 원인이 되기 때문에, 지방화한 사건, 각 물리적인 사건을 확인하고 청각적인 행동에 그(것)들을 상관하는 기능은 사건과 개별적인 청각 방출 서명 사이 직접 비교를 허용합니다.

청각 방출은인 무엇

청각 방출은 물자를 통해서 이동하는 청각 파로 탄성 에너지의 급격한 방출입니다. 전통적으로, 그 같은 파는 행동의 2가지의 모형으로 분리되었습니다: 파열 방출과 연속 방출. 파열 방출은 연속 방출이 많은 작은 연결한 사건의 덩어리이어 경향이 있더라도 반면, 단 하나 사건과 관련되었던 파의 분리된 소포입니다. CSM 계기 Microindentation 검사자 (MHT)는 200,000x까지 확대를 가진 65 dB의 역학 범위에 150 kHz의 주파수로 작동하는 청각 방출 센서를 통합합니다. 그 같은 넓은 동 반응은 적용되는 짐 범위 0.01 - 30 N.에 기기를 장치한 압흔을 복종시킬 때 센서를 대부분의 기술설계 물자에 있는 청각적인 사건을 해결하는 가능하게 합니다. 센서는 indenter 주거에 직접 손실을 극소화하기 위하여 거치되고 그것 신호는 압축 골절 사건의 완전한 그림을 주는 짐과 깊이 신호에 동시에 취득됩니다.

Microindentation 도중 청각 신호 취득의 이점

microindentation 도중 청각 신호 취득의 명백한 이점의 한개는 청각적인 사건이 실험 도중 실제로 일어날 때 표시를의 제공하다 입니다. FIG. 1은 Vickers indenter를 가진 Si 웨이퍼에 만들어진 microindentations를 위한 청각적인 서명의 보기의 범위를 보여줍니다. 각 케이스에서는, 과민한 골절 (부수기)는 적재 부분 도중 생겼습니다. 이것은 부수기 것이 또한 약간 물자에 있는 내리기 단계 도중 때때로 생기기 수 있기 때문에 흥미로운 관측입니다. 이 8개의 보기에서는, 최대 부하 (15 N)는 각 케이스에서 유지되었습니다, 그러나 선적 비율은 범위 1 - 250 N/min.에 부수기의 엄격에 선적 비율의 영향을 조사하기 위하여 변화되었습니다.

1, 10, 20, 40, 100, 150, 200 그리고 250 N/min.의 15의 N. 선적 비율의 적용되는 짐을 가진 Si 웨이퍼에 만들어진 microindentations를 위한 숫자 1. 전형적인 청각 방출 서명은 보입니다.

가장 단단 선적 비율이 청각 신호의 수준에서 둘 다 및 잔여 압흔의 연속적인 광학적인 현미경 검사법이라고 관찰된 가장 가혹한 부수는 귀착된다는 것을 명확하게 보일 수 있습니다. Si 웨이퍼에 진보적인 짐 multicycle의 보기는 FIG. 2.에서 보입니다. 이것은 비록 물자가 5개 단계를 통해 적용되는 짐을 증가해서 진보적으로 지치게 하더라도 부수는 것이 적재 부분 도중서만 생긴다는 것을 확인합니다. 과민한 물자에 있는 골절은 일반적으로 단 하나가 주기를 (동일 최대 부하에) 적용되면 짐 내리는 경우에 짐이 진보적으로 적용될 보다는 때 더 중요합니다.

숫자 2. 진보적인 짐 multicycle (범위 1 - 10 Si 웨이퍼에 Vickers indenter를 가진 N)에 5개 주기. 청각 신호는 각 주기의 적재 부분 도중 부수를 확인합니다.

이것은 추가 에너지가 이전 케이스에 있는 물자로 수로가 열리고 있기 때문입니다. 어떤 경우에, 연속적인 청각적인 파열은 본래 파열 보다는 더 강할 수 있고, 파열 사이 시간은 음파가 견본을 통해 이동할 수 있는 시간 보다는 매우 더 중대합니다. 이것은 관찰된 다중 사건이 단지 청각 파의 반영이 아니다 결론으로 이끌어 내고, 그러나 개별적인 사건입니다. 일부 청각적인 에너지만 검출기에 의해 픽업되고, 일부 풀어 놓인 탄성 에너지만 청각적인 에너지로 변환된다는 것을 또한 기억되어야 합니다. 비록 신호가 사용된 센서의 대역폭에 의해 제한되더라도, 사건 병력의 semiquantitative 측정에 도착하는 기능은 분석의 그것에게 매력적인 방법을 만듭니다.

숫자 3은 간격 3 µm의 티타늄 질화물 박막에 microindentation를 위한 청각적인 서명을 보여줍니다. 또 다시, 주요 청각적인 사건은 선적 단계 도중 관찰되고 대응에게 부수는 것은 잔여 인장의 주위에 관찰됩니다. 코팅의 경우에, 청각 신호는 코팅과 기질 사이 결합 강도의 지적할 수 있습니다: 코팅이 부족하게 보세품 경우에 이면, 조금 에너지는 delamination 도중 풀어 놓일 수 있습니다.

강철 기질에 티타늄 질화물 코팅 (간격 3 µm)에 10 N의 (TiN) 적용되는 짐을 가진 microindentation를 위한 숫자 3. 청각적인 서명.

코팅 delamination 도중 풀어 놓이기 탄성 에너지는 양이 많게 측정되기 수 있기 때문에 (짐 깊이 곡선에서) 풀어 놓인 탄성 에너지에 주어진 센서의 에너지 산출을 측정하는 것이 가능할 수 있었습니다.

결론

어쨌든, 청각 방출 측정은 물리적 현상과 대응 청각 방출 신호 사이 관계 제시를 위한 중대한 약속을 보여줍니다. 그 같은 측정 기능은 과민한 실패 사건 뿐 아니라 개시된 정확한 순간의 크기에 약간 광명을 비춰줄 수 있을 것입니다.

근원: CSM 계기

이 근원에 추가 정보를 위해 CSM 계기를 방문하십시오

Date Added: Jan 15, 2010 | Updated: Dec 2, 2014

Last Update: 9. December 2014 19:52

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