Pubblicazioni su Nanoindentation Ad Alta Temperatura nel 2011

Da AZoNano

Indice

Introduzione
Nanoindentation - L'Importanza Ad Alta Temperatura del Contatto Isotermico
Beni Meccanici del Sigillo Vetro-Ceramico Solido della Pila A Combustibile Dell'Ossido alle Temperature elevate
Microcompression e Nanoindentation Ad Alta Temperatura nel Vuoto
Circa i Micro Materiali

Introduzione

L'anno 2011 ha provato che il nanoindentation ad alta temperatura è una zona di sviluppo potenziale nella scienza dei materiali. La funzione ed il funzionamento dello strumento di NanoTest Micro Materiali Srl (MML) alle temperature fino a 750°C è stata affermati ed egualmente è stata riconosciuta, implicanti che la sfida per la comunità nanomechanical non fosse più nell'acquisizione dei dati affidabili, ma nell'interpretazione dei dati risultanti redatti.

Nel 2011, i numerosi documenti sono stati pubblicati nell'area del nanoindentation ad alta temperatura. Questo articolo prevederà un riassunto di lavoro selezionato dagli utenti del sistema di MML NanoTest, che era il solo strumento per produrre le pubblicazioni che caratterizzano i dati sopra 200°C. Questo articolo esperimenti di précis effettuati alle temperature sopra 600°C soltanto.

Nanoindentation - L'Importanza ad alta temperatura del Contatto Isotermico

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

Una questione importante in nanoindentation ad alta temperatura è la stabilità dello strumento e della necessità diminuire la deriva durante la prova. Ciò è importante per accuratezza di durezza e di dati del modulo ed anche per i dati di strisciamento della a lungo durata.

Un'area chiave del fuoco durante gli ultimi anni è stata la valutazione di flusso di calore e della stabilità durante il margine stesso, quando il materiale del penetratore è messo in contatto con il campione. Ha significato logico che il diamante deve essere heated come pure il campione per assicurare il contatto isotermico ed impedire l'instabilità indesiderata del sistema e questo documento dimostra questo.

La modellistica di Analisi agli'elementi finiti è stata utilizzata per offrire una visualizzazione qualitativa di come la maschera termica si sviluppa sotto un penetratore del diamante senza riscaldamento controllato del diamante. Nel caso di un campione della basso conducibilità quale la silice fusa, il gradiente termico sotto il suggerimento del penetratore può essere relativamente irrilevante, mentre con un campione della alto-conducibilità quale oro, solo una piccola regione del campione raggiunge l'equilibrio termico con il suggerimento. Di conseguenza, un gradiente termico molto ripido è formato nel campione.

Un Tal gradiente termico causerà il flusso di calore fra il campione ed il penetratore subito dopo che il penetratore entra nel campione, causante l'espansione indesiderata di contrazione di entrambi durante la dentellatura e così l'inesattezza nella misura.

I risultati di modello sono stati convalidati paragonando i risultati ottenuti riscaldando il penetratore indirettamente tramite il contatto al campione o utilizzando un radiatore separato per il penetratore (un metodo isotermico del contatto).

La Figura 1a video una curva di nanoindentation ottenuta su un campione dell'oro a 300°C, facendo uso di un metodo dove il radiatore è riscaldato indirettamente tramite il contatto prolungato con il campione prima della dentellatura. La curva sembra esibire lo strisciamento negativo, con la curva scaricante che attraversa la curva di caricamento. Ciò è dovuto la deriva dello strumento. La Figura 1b mostra come questa può essere impedita riscaldando il suggerimento esclusivamente in modo che il contatto sia isotermico.

La Figura 1. Figures1a (lasciato) mostra una curva di nanoindentation acquistata su un campione dell'oro a 300°C, facendo uso di un metodo dove il radiatore è riscaldato indirettamente tramite il contatto prolungato con il campione prima della dentellatura. La curva sembra esibire lo strisciamento negativo, con la curva scaricante che attraversa la curva di caricamento. Ciò è come conseguenza della deriva dello strumento. La Figura 1b (destra) mostra come questa può essere evitata riscaldando il suggerimento esclusivamente in modo che il contatto sia isotermico.

I risultati di Nanoindentation sono stati indicati per gli esperimenti sulla silice fusa alle temperature fino a 600°C ed hanno temprato l'oro alle temperature fino a 300°C. I risultati hanno indicato che la dentellatura senza riscaldamento separato del penetratore ha prodotto la perturbazione termica inaccettabile nel sistema, mentre il metodo isotermico del contatto ha mantenuto la deriva termica accettabile e video i valori del modulo e della durezza che hanno paragonato bene a quelli nella letteratura.

Beni Meccanici del Sigillo Vetro-Ceramico Solido della Pila A Combustibile Dell'Ossido alle Temperature elevate

J. Milhans, D. Li ed altri

Questo gruppo a Tecnologia della Georgia recentemente ha pubblicato i dati di NanoTest che descrivono i beni meccanici del materiale vetro-ceramico solido del sigillo della pila a combustibile dell'ossido, G18. La Durezza, il modulo ed i beni di strisciamento sono stati studiati via il nanoindentation dipercezione alla temperatura ambiente e poi alle temperature di 550, di 650 e di 750°C.

I Risultati hanno provato una diminuzione in modulo con l'aumento della temperatura, con considerevole diminuzione sopra la temperatura di transizione vetrosa, mentre la durezza è diminuito generalmente con l'aumento della temperatura secondo le indicazioni di Figura 2.

La Figura 2. misure di Durezza mostra a quell'invecchiamento il campione G18 per la stabilità migliore più lunga.

I dati di Strisciamento acquistati sopra 120s ad un caricamento massimo di 120mN hanno indicato che strisciamento aumentato con l'aumento della temperatura, ma d'altra parte in diminuzione con ulteriore invecchiamento secondo le indicazioni di Figura 3.

La Figura 3. dati Ad Alta Temperatura di strisciamento per G18 è invecchiato per 4 ore

Il riscaldamento del suggerimento usato dal NanoTest assicura la stabilità superiore dello strumento anche a queste temperature elevate stesse, permettendo che tali dati di strisciamento siano ottenuti.

Microcompression e Nanoindentation Ad Alta Temperatura nel Vuoto

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

Nanoindentation ora è usato comunemente come metodo di studio della compressione micropillar.

Alle temperature elevate è essenziale per provare in un ambiente inerte in modo da minimizzare gli effetti dell'ossidazione. Inoltre, le impurità in gas inerti possono causare i problemi in moda da potere anche essere le prove nel vuoto desiderabili. Gli utenti di NanoTest a Cambridge hanno alterato il loro strumento per permettere che sia utilizzato in una camera di vuoto, permettendo il nanoindentation ad alta temperatura in un ambiente di vuoto.

Con attenzione gestendo le temperature del suggerimento del penetratore e del campione, il gruppo poteva effettuare le dentellature piane della perforazione di oro, un buon conduttore termico, durante parecchi minuti a 665°C nel vuoto.

Questa capacità del riscaldamento del suggerimento egualmente ha permesso che la stabilità termica ancora una volta fosse ristabilita negli esperimenti sito-specifici di microcompression. Ciò ha permesso la compressione dei micropillars della superlega del nichel fino alle temperature del campione di 630°C con i livelli minimi di ossidazione dopo 48 H. Ancora, il modulo dei Giovani, il rendimento e gli sforzi misurati di flusso erano coerenti con i dati della letteratura.

Capacità di NanoTest che hanno permesso questo lavoro includere quanto segue:

  • Il MML NanoTest usa un meccanismo esclusivo di caricamento orizzontale, elettronica di significato ed il hardware di misura è esente dall'influenza di convezione di calore. Ciò, combinato con il riscaldamento separato sia del campione che del penetratore, assicura fa il NanoTest partecipare fuori come la sola opzione per le misure ad alta temperatura.
  • Il controllo di ciclo Brevettato di PID dei meccanismi del riscaldamento assicura la stabilità di temperatura eccellente, permettendo alle prove di scorrimento lunghe della durata.

Circa i Micro Materiali

Stabiliti nel 1988, Micro Materiali Srl sono produttori del sistema innovatore di NanoTest, che offre la capacità nanomechanical unica della prova ai ricercatori dei materiali per la caratterizzazione e l'ottimizzazione delle pellicole sottili, dei rivestimenti e dei materiali alla rinfusa. Il modello corrente, il NanoTest Avvantaggioso è stato lanciato il 1° giugnost 2011.

Questi informazioni sono state originarie, esaminate ed adattate dai materiali forniti dai Micro Materiali.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente, visualizzi prego i Micro Materiali.

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

Last Update: 14. June 2013 09:25

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