Publicações em Nanoindentation De Alta Temperatura em 2011

Por AZoNano

Índice

Introdução
Nanoindentation De Alta Temperatura - A Importância do Contacto Isothermal
Propriedades Mecânicas do Selo Vidro-Cerâmico Contínuo da Célula Combustível Do Óxido em Altas temperaturas
Microcompression e Nanoindentation De Alta Temperatura no Vácuo
Sobre Micro Materiais

Introdução

O ano 2011 mostrou que o nanoindentation de alta temperatura é uma área de crescimento potencial na ciência de materiais. A função e o funcionamento do instrumento de NanoTest Micro Materiais Ltd (MML) em temperaturas até 750°C foram bem conhecidos e foram reconhecidos igualmente, implicando que o desafio à comunidade nanomechanical está já não na aquisição de dados seguros, mas na interpretação dos dados resultantes produzidos.

Em 2011, os papéis numerosos foram publicados na área do nanoindentation de alta temperatura. Este artigo fornecerá um sumário do trabalho selecionado dos usuários do sistema de MML NanoTest, que era o único instrumento para produzir as publicações que caracterizam dados acima de 200°C. Este artigo as experiências dos précis realizadas em temperaturas acima de 600°C somente.

Nanoindentation de alta temperatura - A Importância do Contacto Isothermal

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

Um tema importante no nanoindentation de alta temperatura é estabilidade do instrumento e da necessidade reduzir a tracção durante o teste. Isto é importante para a precisão da dureza e dos dados do módulo, e igualmente para dados do rastejamento da longo-duração.

Uma área chave do foco nos últimos anos foi a avaliação do fluxo de calor e da estabilidade durante o recorte próprio, quando o material do indenter é trazido no contacto com a amostra. Faz o sentido lógico que o diamante deve ser caloroso assim como a amostra a fim assegurar o contacto isothermal e impedir instabilidade indesejável do sistema, e este papel demonstra este.

A modelagem da análise de elemento Finito foi utilizada para oferecer uma vista qualitativa de como a imagem térmica se torna sob um indenter do diamante sem aquecimento controlado do diamante. No caso de uma amostra da baixo-condutibilidade tal como o silicone fundido, o inclinação térmico abaixo da ponta do indenter pode ser relativamente insignificante, visto que com uma amostra da alto-condutibilidade tal como o ouro, simplesmente uma região pequena da amostra alcança o equilíbrio térmico com a ponta. Em conseqüência, um inclinação térmico muito íngreme é formado na amostra.

Um inclinação tão térmico causará o fluxo de calor entre a amostra e o indenter imediatamente depois que o indenter se move na amostra, causando expansão indesejável da contracção de ambos durante o recorte, e assim a irregularidade na medida.

Os resultados modelo foram validados comparando os resultados obtidos aquecendo o indenter indirectamente pelo contacto com a amostra ou utilizando um calefator separado para o indenter (um método isothermal do contacto).

A Figura 1a indica uma curva do nanoindentation obtida em uma amostra do ouro em 300°C, usando um método onde o calefator seja caloroso indirectamente pelo contacto prolongado com a amostra antes do recorte. A curva parece exibir o rastejamento negativo, com a curva de descarregamento que cruza a curva de carga. Isto é devido à tracção do instrumento. A Figura 1b mostra como esta pode ser impedida aquecendo a ponta separada de modo que o contacto seja isothermal.

A Figura 1. Figures1a (deixado) mostra uma curva do nanoindentation adquirida em uma amostra do ouro em 300°C, usando um método onde o calefator seja indirectamente caloroso pelo contacto prolongado com a amostra antes do recorte. A curva parece exibir o rastejamento negativo, com a curva de descarregamento que cruza a curva de carga. Isto é em conseqüência da tracção do instrumento. A Figura 1b (direito) mostra como esta pode ser evitada aquecendo a ponta separada de modo que o contacto seja isothermal.

Os resultados de Nanoindentation foram mostrados para experiências no silicone fundido em temperaturas até 600°C, e recozeram o ouro em temperaturas até 300°C. Os resultados mostraram que o recorte sem aquecimento separado do indenter produziu a perturbação térmica inaceitável no sistema, visto que o método isothermal do contacto manteve a tracção térmica aceitável e indicou os valores do módulo e da dureza que compararam bem com os aqueles na literatura.

Propriedades Mecânicas do Selo Vidro-Cerâmico Contínuo da Célula Combustível Do Óxido em Altas temperaturas

J. Milhans, D. Li e outros

Este grupo na Tecnologia de Geórgia publicou recentemente os dados de NanoTest que descrevem as propriedades mecânicas do material vidro-cerâmico contínuo do selo da célula combustível do óxido, G18. A Dureza, o módulo e as propriedades do rastejamento foram investigados através do nanoindentation dedetecção na temperatura ambiente, e então em temperaturas de 550, de 650 e de 750°C.

Os Resultados provaram uma diminuição no módulo com temperatura crescente, com diminuição considerável acima da temperatura de transição de vidro, quando a dureza diminuiu geralmente com temperatura crescente segundo as indicações de Figura 2.

A Figura 2. medidas da Dureza mostra a esse envelhecimento a amostra G18 para uma estabilidade melhorada mais longa.

Os dados do Rastejamento adquiridos sobre 120s em uma carga máxima de 120mN mostraram que rastejamento aumentado com temperatura crescente, mas por outro lado diminuído com envelhecimento mais adicional segundo as indicações de Figura 3.

A Figura 3. dados De Alta Temperatura do rastejamento para G18 envelheceu por 4 horas

O aquecimento da ponta usado pelo NanoTest assegura a estabilidade superior do instrumento mesmo nestas altas temperaturas mesmas, permitindo que tais dados do rastejamento sejam obtidos.

Microcompression e Nanoindentation De Alta Temperatura no Vácuo

S. Korte, R.J. Stearn, J. Veículo com rodas, W.J. Clegg

Nanoindentation é usado agora geralmente como um método de estudar a compressão micropillar.

Em altas temperaturas é essencial testar em um ambiente inerte para minimizar efeitos da oxidação. Também, as impurezas em gáss inertes podem causar problemas de modo que testar no vácuo possa igualmente ser desejável. Os usuários de NanoTest em Cambridge alteraram seu instrumento para permitir que seja usado em uma câmara de vácuo, permitindo o nanoindentation de alta temperatura em um ambiente do vácuo.

Com cuidado controlando as temperaturas da ponta do indenter e da amostra, o grupo podia realizar recortes lisos do perfurador do ouro, um bom condutor térmico, sobre diversas actas em 665°C no vácuo.

Esta capacidade do aquecimento da ponta igualmente permitiu que a estabilidade térmica fosse restabelecida mais uma vez em experiências local-específicas do microcompression. Isto permitiu a compressão de micropillars do superalloy do níquel até temperaturas da amostra de 630°C com níveis mínimos de oxidação após 48 H. Além Disso, o módulo dos Jovens, o rendimento e os esforços medidos do fluxo eram consistentes com os dados da literatura.

Capacidades de NanoTest que tornaram este trabalho possível incluir o seguinte:

  • O MML NanoTest usa um mecanismo exclusivo da carga horizontal, eletrônica do significado e o hardware da medida está livre da influência da convecção de calor. Isto, combinado com o aquecimento separado da amostra e do indenter, assegura faz o NanoTest estar para fora como a única opção para medidas de alta temperatura.
  • O controle de laço Patenteado do PID dos mecanismos do aquecimento assegura a estabilidade de temperatura excelente, permitindo testes de rastejamento longos da duração.

Sobre Micro Materiais

Estabelecidos em 1988, Micro Materiais Ltd são fabricantes do sistema inovativo de NanoTest, que oferece a capacidade nanomechanical original do teste aos pesquisadores dos materiais para a caracterização e a optimização de filmes finos, de revestimentos e de materiais de maioria. O modelo actual, o NanoTest Vantajoso foi lançado o 1º de junhost 2011.

Esta informação foi originária, revista e adaptada dos materiais fornecidos por Micro Materiais.

Para obter mais informações sobre desta fonte, visite por favor Micro Materiais.

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

Last Update: 14. June 2013 09:44

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