2011 年に高温 Nanoindentation の出版物

AZoNano 著

目録

導入
高温 Nanoindentation - 等温の接触の重要性
高温の固体酸化物の燃料電池のガラス陶磁器のシールの機械特性
真空の高温 Microcompression そして Nanoindentation
マイクロ材料について

導入

高温 nanoindentation が物質科学の潜在的な成長地域であると 2011 証明しました。 nanomechanical コミュニティへの挑戦が信頼できるデータの獲得に (MML)もはやない、しかし認識されました作り出される生じるデータの解釈でことを意味する 750°C までの温度のマイクロ材料株式会社からの NanoTest の器械の機能そして操作は確立して、また。

2011 年に、多数のペーパーは高温 nanoindentation の領域で出版されました。 この記事は 200°C. の上のデータを特色にする出版物を作り出す唯一の器械だった MML NanoTest システムのユーザーからの選集の概要を提供します。 この記事は 600°C だけの上の温度で遂行される précis の実験。

高温 Nanoindentation - 等温の接触の重要性

N.M. Everitt、 M.I. Davies 及び J.F. スミス

高温 nanoindentation の大きな問題は器械および必要性の安定性テストの間にドリフトを減らすです。 これは硬度および係数データの正確さとまたずっと持続期間のクリープデータのために重要です。

ここ数年間の主焦点領域は圧子材料がサンプルが付いている接触に持って来られるとき、刻み目の間の熱流そして安定性ずっと自体の評価です。 それはダイヤモンドが等温の接触を保障し、不必要なシステム不安定な状態を防ぐために熱くしない、またサンプルでなければならない、このペーパーはこれを示しますという論理的な意味を成し。

提供するのに熱映像がダイヤモンドの制御された暖房なしでダイヤモンドの圧子の下でどのようにの成長するか有限な要素分析の模倣が質的な眺めを利用されました。 石英ガラスのような低伝導性のサンプルの場合には、圧子の先端の下の熱勾配はサンプルの小さい領域だけが先端の熱平衡に達します、比較的些細、一方金のような高伝導性のサンプルとである場合もあります。 その結果、非常に急な熱勾配はサンプルで形作られます。

圧子が刻み目および測定でこうして誤りの間に両方の不必要な収縮の拡張を引き起こすサンプルによりに移動する直後に非常に熱勾配によりサンプルと圧子間の熱流を引き起こします。

モデル結果は接触によって圧子を得られたサンプルと結果を比較することによって間接的に熱するか、または圧子 (等温の接触方法) のために別のヒーターを利用することによって認可されました。

図 1a はヒーターが刻み目前にサンプルが付いている延長された接触によって間接的に熱される方法を使用して 300°C で金のサンプルで、得られる nanoindentation のカーブを表示します。 カーブはローディングカーブを交差させていて荷を下すカーブが否定的なクリープを、表わすようです。 これは器械のドリフトが原因です。 接触が等温であるようにこれが先端を別にか熱することによってどのように防ぐことができるか図 1b は示します。

図 1. Figures1a は (残っている) ヒーターが刻み目前にサンプルが付いている延長された接触によって間接的に熱される方法を使用して 300°C で金のサンプルで、得られる nanoindentation のカーブを示します。 カーブはローディングカーブを交差させていて荷を下すカーブが否定的なクリープを、表わすようです。 これは器械のドリフトの結果としてあります。 接触が等温であるようにこれが先端を別にか熱することによってどのように避けることができるか図 1b は (右の) 示します。

Nanoindentation の結果は 600°C まで温度の石英ガラスの実験のために示され、温度で 300°C. まで金をアニールしました。 結果は等温の接触方法が受諾可能な熱ドリフトを維持し、文献のそれらとよく比較した係数および硬度の値を表示した一方別の圧子の暖房のない刻み目がシステムの受け入れられない熱摂動を作り出したことを示しました。

高温の固体酸化物の燃料電池のガラス陶磁器のシールの機械特性

J. Milhans、 D. 李等

ジョージアの技術のこのグループは最近固体酸化物の燃料電池のガラス陶磁器のシール材料、 G18 の機械特性を記述する NanoTest データを出版しました。 次に硬度、係数およびクリープの特性は室温と 550、 650 および 750°C. の温度の深さ感知の nanoindentation によって調査されました。

結果は硬度は図 2. に示すように増加する温度と一般に減ったが、ガラス転移点の上のかなりの減少を用いる増加する温度の係数の減少を、証明しました。

図 2. 硬度の測定はその老化により長い改善された安定性のための G18 サンプルを示します。

120mN の最大負荷で 120s に得られたクリープデータはことを増加する温度と高められた、一方では図 3. に示すようにそれ以上の老化と減ったクリープ示しました。

G18 の図 3. 高温クリープデータは 4 時間老化しました

NanoTest が使用する先端の暖房はこれらのまさに高温で優秀な器械の安定性を保障しま、得られるようにそのようなクリープデータがします。

真空の高温 Microcompression そして Nanoindentation

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

Nanoindentation は micropillar 圧縮を調査する方法として今一般に使用されます。

酸化効果を最小化するために高温で不活性の環境でテストすることは必要です。 また、不活性ガスの不純物は真空のテストがまた好ましい場合もあるように問題を起こすことができます。 ケンブリッジの NanoTest のユーザーはそれが真空槽で使用される彼らの器械を変えま真空の環境の高温 nanoindentation を許可します。

注意深く圧子の先端およびサンプルの温度を制御することによって、グループは真空の 665°C で金、数分にわたるよい熱コンダクターの平らな穿孔器の刻み目を、遂行できました。

この先端の暖房の機能はまた熱安定性がもう一度サイト特定の microcompression の実験で再確立されるようにしました。 これは 48 H. の後で酸化の最小のレベルとの 630°C のサンプル温度までニッケルの超合金の micropillars の圧縮を可能にしました。 なお、測定された若者の係数、収穫および流れの圧力は文献データに一貫していました。

この作業を次を含むこと可能にさせた NanoTest の機能:

  • MML NanoTest は排他的な水平搭載のメカニズム、意味電子工学を使用し、測定のハードウェアは熱対流の影響から自由です。 これは、サンプルおよび圧子両方の別の暖房と結合されて、高温測定のための唯一のオプションとして際立たせます NanoTest を保障します。
  • 暖房のメカニズムの特許を取られた PID のループ制御は優秀な一定温度を保障しま、長い持続期間のクリープテストを可能にします。

マイクロ材料について

1988 年に確立されて、マイクロ材料株式会社薄膜、コーティングおよび第一次製品の性格描写そして最適化のための材料の研究者に一義的な nanomechanical テスト機能を提供する NanoTest 革新的なシステムの製造業者です。 現在のモデルは 2011 年 6 月 1 日に、有利な NanoTestst 進水しました。

この情報はマイクロ材料によって提供される材料から供給され、見直され、そして適応させて。

このソースのより多くの情報のために、マイクロ材料を訪問して下さい

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

Last Update: 14. June 2013 09:28

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