Publications sur la Température Élevée Nanoindentation en 2011

Par AZoNano

Table des matières

Introduction
Température Élevée Nanoindentation - L'Importance du Contact Isotherme
Propriétés Mécaniques de Visa Glace-Céramique Solide de Cellule à Combustible d'Oxyde aux Températures Élevées
Température Élevée Microcompression et Nanoindentation dans l'Aspirateur
Au Sujet des Matériaux Micro

Introduction

L'année 2011 prouvée que le nanoindentation de température élevée est une zone d'accroissement potentielle en science des matériaux. Le fonctionnement et le fonctionnement de l'instrument de NanoTest de Micro Materials Ltd (MML) aux températures jusqu'à 750°C a été bien établi et a été également décelé, impliquant que le défi à la communauté nanomechanical n'est plus dans la saisie des données fiables, mais dans la traduction des données donnantes droit produites.

En 2011, de nombreux documents ont été publiés dans la zone du nanoindentation de température élevée. Cet article prévoira un résumé de travail sélecté des utilisateurs du système de MML NanoTest, qui était le seul instrument pour produire des publications comportant des données au-dessus de 200°C. Cet article des expériences de précis effectuées aux températures au-dessus de 600°C seulement.

Nanoindentation - L'Importance à hautes températures du Contact Isotherme

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

Un problème majeur dans le nanoindentation de température élevée est stabilité de l'instrument et de la nécessité de réduire le chassoir pendant le test. C'est important pour l'exactitude de la dureté et des données de module, et également pour des données de fluage de long-durée.

Un domaine cible principal pendant les dernières années a été le bilan de l'écoulement de la chaleur et de la stabilité pendant l'indentation lui-même, quand le matériau de pénétrateur est mis en contact avec l'échantillon. Il semble raisonnable logique que le diamant doit être passionné ainsi que l'échantillon afin d'assurer le contact isotherme et éviter l'instabilité non désirée de système, et cet article explique ceci.

La modélisation d'analyse par éléments finis a été employée pour offrir une vue qualitative de la façon dont l'illustration thermique se développe sous un pénétrateur de diamant sans chauffage réglé du diamant. Dans le cas d'un échantillon de faible-conductivité tel que la silice fixée, le gradient thermique ci-dessous l'extrémité de pénétrateur peut être relativement non significatif, attendu qu'avec un échantillon de haut-conductivité tel que l'or, seulement une petite région de l'échantillon atteint l'équilibre thermique avec l'extrémité. En conséquence, un gradient thermique très escarpé est formé dans l'échantillon.

Un gradient si thermique entraînera l'écoulement de la chaleur entre l'échantillon et le pénétrateur juste après que le pénétrateur entre dans l'échantillon, entraînant l'extension non désirée de contraction de les deux pendant l'indentation, et ainsi l'inexactitude dans la mesure.

Les résultats modèles ont été validés en comparant des résultats obtenus en chauffant le pénétrateur indirectement par le contact à l'échantillon ou en employant une chaufferette indépendante pour le pénétrateur (une méthode isotherme de contact).

Figure affichages de 1a une courbure de nanoindentation obtenue sur un échantillon d'or à 300°C, suivre une méthode où la chaufferette est passionnée indirectement par le contact prolongé avec l'échantillon avant l'indentation. La courbure semble montrer le fluage négatif, avec la courbure de déchargement croisant la courbure de charge. C'est dû au chassoir d'instrument. La Figure 1B affiche comment ceci peut être évité en chauffant l'extrémité séparé de sorte que le contact soit isotherme.

Le Schéma 1. Figures1a (laissé) affiche une courbure de nanoindentation saisie sur un échantillon d'or à 300°C, suivre une méthode où la chaufferette est indirectement passionnée par le contact prolongé avec l'échantillon avant l'indentation. La courbure semble montrer le fluage négatif, avec la courbure de déchargement croisant la courbure de charge. C'est en raison de chassoir d'instrument. La Figure 1B (droit) affiche comment ceci peut être évité en chauffant l'extrémité séparé de sorte que le contact soit isotherme.

Des résultats de Nanoindentation ont été affichés pour des expériences sur la silice fixée aux températures jusqu'à 600°C, et ont recuit l'or aux températures jusqu'à 300°C. Les résultats ont prouvé que l'indentation sans chauffage indépendant de pénétrateur a produit la perturbation thermique inacceptable dans le système, attendu que la méthode isotherme de contact a mis à jour le chassoir thermique acceptable et a bien affiché des valeurs de module et de dureté ce comparé avec ceux dans la littérature.

Propriétés Mécaniques de Visa Glace-Céramique Solide de Cellule à Combustible d'Oxyde aux Températures Élevées

J. Milhans, D. Li et autres

Ce groupe au Tech de la Géorgie a récent publié des données de NanoTest décrivant les propriétés mécaniques du matériau glace-céramique solide de visa de cellule à combustible d'oxyde, G18. La Dureté, le module et les propriétés de fluage ont été vérifiés par l'intermédiaire du nanoindentation profondeur-se sentant à la température ambiante, et puis aux températures de 550, de 650 et de 750°C.

Donne Droit prouvé une diminution de module avec l'augmentation de la température, avec la diminution considérable au-dessus de la température de passage en verre, alors que la dureté diminuait généralement avec l'augmentation de la température suivant les indications du Schéma 2.

Le Schéma 2. mesures de Dureté affichent à ce vieillissement l'échantillon G18 pour une plus longue stabilité améliorée.

Les données de Fluage saisies au-dessus de 120s à une charge maximum de 120mN ont prouvé que fluage accru avec l'augmentation de la température, mais d'autre part diminué avec davantage de vieillissement suivant les indications du Schéma 3.

Le Schéma 3. données de fluage de Température élevée pour G18 a vieilli pendant 4 heures

Le chauffage d'extrémité employé par le NanoTest assure la stabilité supérieure d'instrument même à ces températures élevées mêmes, permettant à de telles données de fluage d'être obtenues.

Température Élevée Microcompression et Nanoindentation dans l'Aspirateur

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

Nanoindentation est maintenant utilisé généralement comme méthode d'étudier le compactage micropillar.

Aux températures élevées il est essentiel de tester dans un environnement inerte afin de réduire à un minimum des effets d'oxydation. En Outre, les impuretés en gaz inertes peuvent poser des problèmes de sorte que le test dans l'aspirateur puisse également être désirable. Des utilisateurs de NanoTest à Cambridge ont modifié leur instrument pour lui permettre d'être utilisés dans un puits à dépression, permettant le nanoindentation de température élevée dans un environnement d'aspirateur.

En réglant soigneusement les températures de l'extrémité de pénétrateur et de l'échantillon, le groupe pouvait effectuer les indentations plates de perforateur de l'or, un bon conducteur thermique, au-dessus de plusieurs minutes à 665°C dans l'aspirateur.

Cette capacité de chauffage d'extrémité a également permis à la stabilité thermique d'être rétablie de nouveau dans des expériences site-particulières de microcompression. Ceci a permis le compactage des micropillars de superalliage de nickel jusqu'aux températures d'échantillon de 630°C avec les niveaux minimaux de l'oxydation après 48 H. En Outre, le module de Jeunes, le rendement et les stress mesurés de flux étaient compatibles avec des données de littérature.

Capacités de NanoTest qui ont rendu ce travail possible de comprendre ce qui suit :

  • Le MML NanoTest utilise un mécanisme exclusif de charge horizontale, l'électronique de signification et le matériel de mesure sont exempt de l'influence de la convection de chaleur. Ceci, combiné avec le chauffage indépendant de l'échantillon et du pénétrateur, s'assurent effectue le NanoTest rester à l'extérieur comme seule option pour des mesures de température élevée.
  • Le contrôle de boucle Breveté d'IDENTIFICATION PERSONNELLE des mécanismes de chauffage assure l'excellente stabilité de température, activant de longs essais de fluage de durée.

Au Sujet des Matériaux Micro

Déterminé en 1988, Micro Materials Ltd sont des constructeurs du système novateur de NanoTest, qui offre la seule capacité nanomechanical de test aux chercheurs de matériaux pour la caractérisation et l'optimisation des films minces, des couches et des matériaux en vrac. Le modèle actuel, le NanoTest Avantageux a été lancé le 1er juinst 2011.

Cette information a été originaire, révisée et adaptée des matériaux fournis par les Matériaux Micro.

Pour plus d'informations sur cette source, visitez s'il vous plaît les Matériaux Micro.

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

Last Update: 14. June 2013 09:18

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