기기를 장치된 압흔을 통해 높게 Plasticized 폴리 염화 비닐의 복잡한 계수 측정

Jennifer 건초에 의하여

커버되는 토픽

소개
Indenter 개략도
실험 방법
결과와 면담
결론
참고
Agilent 기술에 관하여

소개

중합체는 충격과 진동을 습기를 빼는 그들의 기능 때문에 기술 설계에서 수시로 채택됩니다. 탄력 있 에너지를 저장하는 물자의 능력은 저장 계수 (E')이 특징입니다; 감쇠하는 기능은 손실 계수 (E ")이 특징입니다. 이들 모두 수용량을 통합하기 때문에 복잡한 계수 (E*)는 자주 사용합니다 중합체를 성격을 나타내기 위하여: E* = E' + iE".

물자의 대량 견본을 위해, 복잡한 계수는 동적인 기계적인 분석을 사용하여 측정될 수 있습니다 (DMA). 견본은 긴장, 압축, 또는 굴곡에서 전류를 고주파로 변환시키고, 복잡한 계수는 견본의 반응에서 진동에 결의가 굳습니다. 몇몇 상업적인 납품업자는 DMA를 사용하여 그 같은 대규모 측정을 만들기를 위한 장비를 제안합니다. 지속적인 뻣뻣함 측정 선택권으로 갖춰진 Agilent 기술 nanoindentation 시스템은 전류를 고주파로 변환시키는 기능을 indenter 제안합니다. 이런 식으로, 복잡한 계수는 접촉 [1-3]의 적당한 분석에서 결의가 굳을 수 있습니다.

복잡한 계수를 측정할 때 기기를 장치한 압흔, 일컬어 nanoindentation는, DMA에 2개의 중요한 이점을 제안합니다. 첫째로, 측정은 공간에 해결한 가늠자에 할 수 있어, 위치의 기능으로 복잡한 계수를 밖으로 지도로 나타내는 것을 따라서 1개가 허용하. nanoindentation 시스템에 있는 이동하는 질량이 더 작기 때문에 둘째로, 장비의 공명 주파수는 더 높, 따라서 시험을 위한 더 큰 주파수 영역을 허용하.

여기에 토론된 일에서는, 동적인 기기를 장치된 압흔은 높게 plasticized 폴리 염화 비닐 (PVC)의 복잡한 계수를 측정하기 위하여 채택됩니다. 이 일에서 결과는 동일 물자 [4-6]를 위한 이전에 간행된 결과와 비교됩니다.

동적인 압흔에 의하여 복잡한 계수 측정의 뒤에 이론의 철저한 문서 검토 그리고 완전한 처리를 위해, 참고 [4] 상담하십시오. 우리는 장비 및 접촉 둘 다에 이 동적인 압흔 실험 [7] 도중 측정되는 양 식으로 복잡한 계수를 위한 표정을 파생하기 위하여 이론을 적용했습니다.

Indenter 개략도

Agilent G200 nanoindentation 시스템은 반 정체되는 숫자 1.에서 보인 개략도에 의해 제대로 나타날 수 있고 동적인 군대는 전자기로 부과됩니다. indenter 란은 옆으로 뻣뻣한 2 "잎" 봄까지, 그러나 압흔의 방향으로 호환된 지원됩니다. 진지변환은 3 격판덮개 전기 용량 배열을 사용하여 측정됩니다. 모든 3개의 격판덮개는 원형 디스크입니다. 2개의 외부 격판덮개는 헤드에 고쳐지고 indenter 샤프트를 수용하는 충분히 큰 센터에 있는 구멍을 다만 비치하고 있습니다. 중심 격판덮개는 indenter 샤프트에 고쳐지고 2개의 외부 격판덮개 사이에서 수직으로 움직이게 자유롭습니다. 간격 내의 indenter 란의 위치는 중심 격판덮개와 2개의 외부 격판덮개의 어느 쪽이든 사이 전압을 관찰해서 결정됩니다.

Agilent Nano Indenter 시스템의 "헤드"의 숫자 1. 개략도.

실험 방법

이 일에서 시험된 높게 plasticized PVC는 3M (귀 C-1002-25)의 제품입니다. 물자는 무거운 자전 장비의 밑에 그리고의 주위에 감쇠를 제공하기 위하여 이용됩니다. 물자는 측에 작은 정연한 장, 대략 6 인치 및 ¼에 도착했습니다 - 두껍게 조금씩 움직이십시오. 장의 1개의 측은 기계적으로 지상 층을 제거하기 위하여 닦았습니다. 다음 1 인치 사각은 장에서 삭감되고 알루미늄 장난 좋아하는 요정에 숫자 2.에서 보이는 것처럼 거치되었습니다.

숫자 2. 높게 plasticized PVC (3M 귀 C-1002-25)는 시험을 위해 거치했습니다.

지속적인 뻣뻣함 측정 선택권과 XP 작풍 액추에이터를 가진 Agilent Nano Indenter G200는 모든 테스트를 위해 이용되었습니다. indenter 끝은 다이아몬드로 만든 편평하 끝난 원통 모양 펀치이었습니다. 숫자 3에서 보인 펀치에는, 107.1 미크론의 직경이 있었습니다. 이 테스트를 위한 편평하 끝난 펀치의 이점은, 접촉 깊이의 기능 아닙니다 접촉 지역이 일정하다 이고.

숫자 3.는 원통 모양 펀치 끝 (XP 작풍 홀더, 107.1µm 직경)를 편평하 끝났습니다.

Agilent NanoSuite 시험 방법 "G 시리즈 XP 지속적인 뻣뻣함 측정 편평한 펀치 복잡한 계수" 이 일을 위해 사용되었습니다. 이 시험 방법은 시험 물자와의 가득 차있는 접촉으로 indenter를 가져오고, indenter 주파수의 범위에 전류를 고주파로 변환시키고, 그 후에 분석을 적용합니다. 특정 시험 사이트를 위한 주파수의 기능으로 복잡한 계수가 각 시험에 의하여 열매를 산출합니다. 14개의 다른 사이트에 14개의 수행되었습니다. 사용자 정의 입력은 동일 물자 [4-5]를 위한 허버트가 그 외 여러분 보고한 테스트 조건과 일치하기 위하여 선정되었습니다. 시험은 실내 온도에 시행되었습니다.

결과와 면담

저장 계수와 손실 요인을 위한 결과는 숫자 4에서 보이고 기호에 5. 오차 막대는 평균에 1개의 표준 편차를 나타냅니다.

디폴트로 결정되는 주파수와 제자리 구경측정의 기능으로 숫자 4. 저장 계수. 이 일에서 결과는 압흔과 DMA [4]에 의해 장악된 이전에 간행된 결과와 비교됩니다.

디폴트로 결정되는 주파수와 제자리 구경측정의 기능으로 숫자 5. 손실 요인. 이 일에서 결과는 압흔과 DMA [4]에 의해 장악된 이전에 간행된 결과와 비교됩니다.

이 숫자는 동일 물자를 위한 허버트가 그 외 여러분 장악한 그들과 존재하는 일의 결과를 [4-5] 비교합니다. 허버트는 그 외 여러분 DMA (TA 계기)와 압흔 모두 (Agilent XP Nano Indenter)를 채택했습니다. 압흔 테스트를 위해, 그(것)들은 유사한 직경 (~100 미크론)의 편평하 끝난 펀치를 이용했습니다. 그(것)들은 상업적으로 이용 가능하지 않던 주문 압흔 시험 방법을 사용했습니다.

허버트가 보고한 현재 결과와 압흔 결과 사이 계약은 그 외 여러분 우수합니다. 50 Hz에 경미한 다름은, 특히 존재하는 결과를 위한 경미하게 더 높은 온도에 의해, 이 물자의 속성이 온도 [5]의 강한 기능이기 때문에 설명될 수 있습니다.

시험 방법과 견본 기하학에 있는 중후한 다름을 주어, DMA를 가진 계약은 또한 걸출합니다. 더 높은 주파수에 DMA 결과에서 "동요"는 아마 계기 영향을 위한 부적당한 회계 때문이, 계기가 제조자의 명령에 따라 측정되었다 허버트 그 외 여러분 보고.

계기의 공명 주파수는 이동하는 질량에 (DMA 또는 압흔) 반대로 달려 있습니다. 다시 말하면 더 큰 이동하는 질량은 더 낮은 공명 주파수를 의미합니다. 공명 주파수 보다는 더 중대한 시험 주파수에, 계기 반응은 진보적으로 더 유력하게 - 계기 증가의 동적인 뻣뻣함 예리하게 됩니다. 정확하게 이 반응을 예상하는 것은 진보적으로 더 중요하게 됩니다. 그러므로, 더 작은 이동하는 질량을 가진 테스트 계기는 명확한 실험적인 이점을 제안합니다.

결론

Agilent Nano Indenter G200는 성공적으로 높게 plasticized 폴리 염화 비닐의 복잡한 계수를 측정하기 위하여 이용되었습니다. 결과는 동적인 기계적인 분석 및 동적인 압흔을 사용하여 그 외에 의해 장악된 그들 (DMA)과 잘 일치했습니다. 동적인 압흔은 DMA에 명백한 이점을 제안합니다. 첫째로, 복잡한 계수는 물자의 작은 양을 위해 현지에 측정될 수 있습니다. 둘째로, 계기 구경측정은 계기에는 측정에 더 작은 영향이 있다는 것을 더 작은 이동하는 질량이 의미하기 때문에 보다 적게 중요합니다.

참고

[1] I.N. Sneddon, "임의 단면도의 펀치를 위한 Boussinesq axisymmetric 문제에 있는 짐과 침투 사이 관계," Int. J. Eng. Sci., Vol. 3, PP. 47-56, 1965년.

[2] W.C. Oliver와 G.M. Pharr, "짐을 사용하여 경도와 탄성 계수 결정을 위한 향상된 기술 그리고 압흔 실험을 느끼는 진지변환," J. Mater. Res., Vol. 7 (아니오 6), PP. 1564-1583년 1992년.

[3] J-L. Loubet, B.N. 루카스, W.C. Oliver, "nanoindentation 덕분에 점성과 탄성을 지니는 속성의 몇몇 측정," NIST 특별한 간행물, Vol. 896, PP. 31-34, 1995년.

[4] 점성과 탄성을 지니는 고체의 예를들면 허버트, W.C. Oliver, G.M. Pharr, "Nanoindentation 및 동적인 특성," J. Phys. D: Appl. Phys., Vol. 41, PP. 1-9, 2008년.
전문:
http://www.iop.org/EJ/ abstract/0022-3727/41/7/074021/

[5] 예를들면 허버트, W.C. Oliver, A. Lumsdaine, G.M. Pharr, "시간 및 주파수 영역에 있는 점성과 탄성을 지니는 고체의 구성적인 행동," J. Mater 편평한 펀치 압흔을 사용하는 측정. Res., Vol. 24 (아니오 3) 2009년.

[6] http://en.wikipedia.org/wiki/Polyvinyl_chloride

[7] J.L. 건초, P. Agee, 예를들면 허버트, "기기를 장치된 압흔 테스트 도중 지속적인 뻣뻣함 측정," 실험적인 기술, 2010년 1월.
첫번째 페이지: http://dx.doi.org/10.1111/j.1747- 1567.2010.00618.x

Agilent 기술에 관하여

Agilent 기술 나노 과학 계기에 의하여 심상 시키고, 조작하고, 행동 전기, 화학, 생물학, 분자, 그리고 원자 다양한 nanoscale가 성격을 나타냅니다. 나노 과학 계기, 부속품, 소프트웨어, 서비스 및 소모품의 우리의 성장하고 있는 수집은 당신이 nanoscale 세계를 이해할 필요가 있는 실마리를 제시할 수 있습니다.

Agilent 기술은 높 정밀도 원자 군대 현미경의 유일한 (AFM) 연구 필요를 충족시키기 위하여 광범위를 제안합니다. Agilent의 높게 설정 가능한 계기는 필요가 생기는 때 시스템 기능을 확장하는 것을 허용합니다. Agilent의 산업 주요한 환경 온도 시스템 및 유동성 취급은 우량한 액체 및 연약한 물자 화상 진찰을 가능하게 합니다. 응용은 재료 과학, 전기화학, 중합체 및 생활 과학 응용을 포함합니다.

근원: Agilent 기술

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Date Added: Jun 8, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 07:05

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