Publicaciones en Nanoindentation De Alta Temperatura en 2011

Por AZoNano

Índice

Introducción
Nanoindentation De Alta Temperatura - La Importancia del Contacto Isotérmico
Propiedades Mecánicas del Sello Cristal-De cerámica Sólido de la Pila de Combustible del Óxido en las Temperaturas altas
Microcompression y Nanoindentation Des Alta Temperatura en Vacío
Sobre los Materiales Micros

Introducción

El año 2011 probó que el nanoindentation de alta temperatura es un área de incremento potencial en la ciencia material. La función y la operación del instrumento de NanoTest de Micro Materials Ltd (MML) en las temperaturas hasta 750°C ha sido establecidas y también se ha reconocido, implicando que el reto a la comunidad nanomechanical está no más en la adquisición de datos seguros, pero en la interpretación de los datos resultantes presentados.

En 2011, los papeles numerosos fueron publicados en el área del nanoindentation de alta temperatura. Este artículo proporcionará a un resumen del trabajo seleccionado de los utilizadores del sistema de MML NanoTest, que era el único instrumento para producir las publicaciones que ofrecían datos encima de 200°C. Este artículo los experimentos de los précis realizados en las temperaturas encima de 600°C solamente.

Nanoindentation de alta temperatura - La Importancia del Contacto Isotérmico

N.M. Everitt, M.I. Davies y J.F. Smith

Un tema importante en el nanoindentation de alta temperatura es estabilidad del instrumento y de la necesidad de reducir la desviación durante la prueba. Esto es importante para la exactitud del endurecimiento y de los datos del módulo, y también para los datos del deslizamiento de la largo-duración.

Un área dominante del enfoque en los años últimos ha sido la evaluación del flujo del calor y de la estabilidad durante el sangrado de márgenes sí mismo, cuando el material del penetrador se trae en contacto con la muestra. Tiene sentido lógico que el diamante debe ser heated así como la muestra para asegurar el contacto isotérmico y prevenir inestabilidad indeseada del sistema, y este papel demuestra esto.

El modelado del análisis de elemento Finito fue utilizado para ofrecer una vista cualitativa de cómo el retrato térmico se convierte bajo un penetrador del diamante sin la calefacción controlada del diamante. En el caso de una muestra de la inferior-conductividad tal como sílice fundido, el gradiente térmico debajo de la punta del penetrador puede ser relativamente insignificante, mientras que con una muestra de la alto-conductividad tal como oro, sólo una pequeña región de la muestra alcanza equilibrio térmico con la punta. Como consecuencia, un gradiente térmico muy escarpado se forma en la muestra.

Un gradiente tan térmico causará flujo del calor entre la muestra y el penetrador inmediatamente después que el penetrador se traslada a la muestra, causando la extensión indeseada de la contracción de ambos durante el sangrado de márgenes, y así la inexactitud en la medición.

Los resultados modelo fueron validados comparando los resultados obtenidos calentando el penetrador indirectamente por el contacto con la muestra o utilizando un calefactor separado para el penetrador (un método isotérmico del contacto).

La Figura 1a visualiza una curva del nanoindentation obtenida en una muestra del oro en 300°C, usando un método donde el calefactor es calentado indirectamente por el contacto prolongado con la muestra antes del sangrado de márgenes. La curva parece exhibir deslizamiento negativo, con la curva de descarga cruzando la curva de cargamento. Esto es debido a la desviación del instrumento. La Figura 1b muestra cómo esto puede ser prevenida calentando la punta por separado de modo que el contacto sea isotérmico.

El Cuadro 1. Figures1a (dejado) muestra una curva del nanoindentation detectada en una muestra del oro en 300°C, usando un método donde el calefactor es calentado indirectamente por el contacto prolongado con la muestra antes del sangrado de márgenes. La curva aparece exhibir deslizamiento negativo, con la curva de descarga cruzando la curva de cargamento. Esto está como resultado de desviación del instrumento. La Figura 1b (derecho) muestra cómo esto puede ser evitada calentando la punta por separado de modo que el contacto sea isotérmico.

Los resultados de Nanoindentation fueron mostrados para los experimentos en el sílice fundido en las temperaturas hasta 600°C, y destemplaron el oro en las temperaturas hasta 300°C. Los resultados mostraron que el sangrado de márgenes sin la calefacción separada del penetrador produjo la perturbación térmica inaceptable en el sistema, mientras que el método isotérmico del contacto mantuvo la desviación térmica aceptable y visualizó los valores del módulo y del endurecimiento que compararon bien con ésos en la literatura.

Propiedades Mecánicas del Sello Cristal-De cerámica Sólido de la Pila de Combustible del Óxido en las Temperaturas altas

J. Milhans, D. Li y otros

Este grupo en la Tecnología de Georgia publicó recientemente los datos de NanoTest que describían las propiedades mecánicas del material cristal-de cerámica sólido del sello de la pila de combustible del óxido, G18. El Endurecimiento, el módulo y las propiedades del deslizamiento fueron investigados vía el nanoindentation profundidad-que detectaba en la temperatura ambiente, y entonces en las temperaturas de 550, de 650 y de 750°C.

Los Resultados probaron una disminución del módulo con el aumento de temperatura, con la considerable disminución encima de la temperatura de transición de cristal, mientras que el endurecimiento disminuyó generalmente con el aumento de temperatura tal y como se muestra en del Cuadro 2.

El Cuadro 2. mediciones del Endurecimiento muestra a ese envejecimiento la muestra G18 para una estabilidad mejorada más larga.

Los datos del Deslizamiento detectados sobre 120s en una carga máxima de 120mN mostraron que deslizamiento creciente con el aumento de temperatura, pero por otra parte disminuido con el envejecimiento adicional tal y como se muestra en del Cuadro 3.

El Cuadro 3. datos Des Alta Temperatura del deslizamiento para G18 envejeció por 4 horas

La calefacción de la punta usada por el NanoTest asegura estabilidad superior del instrumento incluso en estas mismas temperaturas altas, permitiendo que tales datos del deslizamiento sean obtenidos.

Microcompression y Nanoindentation Des Alta Temperatura en Vacío

S. Korte, R.J. Stearn, J. Wheeler, W.J. Clegg

Nanoindentation ahora se utiliza común como método de estudiar la compresión micropillar.

En las temperaturas altas es esencial probar en un ambiente inerte para disminuir efectos de la oxidación. También, las impurezas en gases inertes pueden causar problemas de modo que la prueba en vacío pueda también ser deseable. Los utilizadores de NanoTest en Cambridge han alterado su instrumento para permitir que sea utilizado en un compartimiento de vacío, permitiendo el nanoindentation de alta temperatura en un ambiente del vacío.

Cuidadosamente controlando las temperaturas de la punta del penetrador y de la muestra, el grupo podía realizar sangrados de márgenes planos del punzón del oro, un buen conductor térmico, durante varios minutos en 665°C en vacío.

Esta capacidad de la calefacción de la punta también permitió que la estabilidad térmica fuera restablecida de nuevo en experimentos sitio-específicos del microcompression. Esto permitió la compresión de los micropillars de la superaleación del níquel hasta temperaturas de la muestra de 630°C con los niveles mínimos de oxidación después de 48 H. Además, el módulo de los Jóvenes, el rendimiento y las tensiones medidos del flujo eran constantes con datos de la literatura.

Capacidades de NanoTest que hicieron este trabajo posible incluir el siguiente:

  • El MML NanoTest utiliza un mecanismo exclusivo del cargamento horizontal, electrónica del significado y la dotación física de la medición está libre de la influencia del convección de calor. Esto, combinado con la calefacción separada de la muestra y del penetrador, se asegura hace que el NanoTest se destaca como la única opción para las mediciones das alta temperatura.
  • El mando de bucle Patentado del PID de los mecanismos de la calefacción asegura estabilidad de temperatura excelente, activando pruebas de deslizamiento largas de la duración.

Sobre los Materiales Micros

Establecido en 1988, Micro Materials Ltd es fabricantes del sistema innovador de NanoTest, que ofrece capacidad nanomechanical única de la prueba a los investigadores de los materiales para la caracterización y la optimización de películas finas, de capas y de materiales a granel. El modelo actual, el NanoTest Ventajoso fue puesto en marcha el 1 de juniost 2011.

Esta información ha sido originaria, revisada y adaptada de los materiales proporcionados por los Materiales Micros.

Para más información sobre esta fuente, visite por favor los Materiales Micros.

Date Added: Feb 8, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 09:51

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