Hej tam! Jako dostawca twardościomierzy często jestem pytany o działanie tych fajnych maszyn, zwłaszcza twardościomierza z nano-wcięciem. Zatem zagłębmy się w szczegóły i rozbijmy to.
Po pierwsze, czym jest nano – wcięcie? Cóż, jest to technika stosowana do pomiaru właściwości mechanicznych materiałów w naprawdę małej skali. Pomyśl o tym, jak o dokładnym przyjrzeniu się, jak materiał zachowuje się pod ciśnieniem. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod badania twardości, które mogą dać bardziej ogólne pojęcie o twardości materiału, nano-wcięcie może dostarczyć bardzo szczegółowych informacji o lokalnych właściwościach.
Jak więc nano-wcięciowy tester twardości faktycznie robi swoje?
Podstawy procesu
Sercem nano-wcięcia w twardościomierzu jest wgłębnik. To naprawdę mała, ostra końcówka, zwykle wykonana z super twardego materiału, takiego jak diament. Wgłębnik jest ostrożnie stykany z powierzchnią materiału, który chcesz przetestować.
Pierwszym krokiem jest zastosowanie kontrolowanego obciążenia. Tester posiada mechanizm pozwalający na precyzyjne zwiększenie siły działającej na wgłębnik w momencie wciskania go w materiał. Obciążenie to jest stopniowo zwiększane, aż osiągnie określoną wartość. Gdy wgłębnik wciska się w materiał, tworzy małe wgłębienie.
Podczas przykładania obciążenia tester mierzy również głębokość wcięcia. Dokonuje tego za pomocą bardzo czułego czujnika przemieszczenia. Czujnik ten jest w stanie wykryć nawet najdrobniejsze zmiany w położeniu wgłębnika, co jest istotne, bo mówimy tu o pomiarach w skali nanometrowej.
Po osiągnięciu maksymalnego obciążenia obciążenie jest następnie stopniowo usuwane. Po zdjęciu obciążenia materiał może nieco odskoczyć, a osoba testująca w dalszym ciągu monitoruje zmianę głębokości wcięcia.
Pomiar twardości
Jak więc obliczyć twardość na podstawie tych wszystkich danych? Wartość twardości w nano-odcisku jest zwykle określana poprzez stosunek przyłożonego obciążenia do powierzchni styku odcisku. Powierzchnię styku oblicza się na podstawie zmierzonej głębokości wcięcia i geometrii wgłębnika.
Na przykład, jeśli mamy wgłębnik Berkovicha (typowy w nano - wcięcie), który ma kształt trójstronnej piramidy, powierzchnię styku można obliczyć za pomocą dobrze określonego wzoru matematycznego, który uwzględnia głębokość wcięcia.
Wartość twardości daje nam wyobrażenie o odporności materiału na odkształcenia. Wyższa wartość twardości oznacza, że materiał jest trudniejszy do wcięcia, co zwykle oznacza, że jest to mocniejszy i trwalszy materiał.
Odkształcenia sprężyste i plastyczne
Jedną z naprawdę fajnych rzeczy w nano-wcięciach jest to, że mogą nam one również powiedzieć o sprężystym i plastycznym odkształceniu materiału. Odkształcenie sprężyste ma miejsce, gdy materiał po usunięciu obciążenia powraca do pierwotnego kształtu. Z kolei odkształcenie plastyczne ma miejsce, gdy materiał ulega trwałej zmianie kształtu.
Analizując krzywą obciążenie – przemieszczenie (wykres pokazujący, jak zmienia się obciążenie w miarę wchodzenia i wychodzenia wgłębnika z materiału), możemy oddzielić sprężystą i plastyczną składową odkształcenia. Początkowa część krzywej, gdy obciążenie wzrasta, wykazuje kombinację odkształcenia sprężystego i plastycznego. Jednak po usunięciu obciążenia elastyczna część odkształcenia powoduje, że wgłębnik nieco się podnosi, a pozostała głębokość wcięcia wynika z odkształcenia plastycznego.
Aplikacje
Nano – wcięcia twardościomierze mają szerokie zastosowanie. W dziedzinie inżynierii materiałowej wykorzystuje się je do badania właściwości nowych materiałów, takich jak zaawansowane stopy lub kompozyty. Naukowcy mogą wykorzystać nano-wcięcia, aby zrozumieć, w jaki sposób różne procesy produkcyjne wpływają na twardość i inne właściwości mechaniczne tych materiałów.
W przemyśle półprzewodników nano-wcięcie służy do badania twardości cienkich warstw. Folie te są stosowane na przykład w chipach komputerowych i ważne jest, aby upewnić się, że wytrzymają naprężenia, jakie wystąpią podczas użytkowania.
W medycynie nano-wcięcie można wykorzystać do badania właściwości mechanicznych tkanek biologicznych. Może to pomóc w zrozumieniu, w jaki sposób choroby mogą wpływać na twardość tkanek lub w opracowaniu lepszych biomateriałów na implanty.
Nasza oferta twardościomierzy
Jako dostawca testerów twardości oferujemy również wiele innych typów testerów twardości. Na przykład mamyCyfrowy tester twardości Brinella. Tester ten wykorzystuje inne podejście niż nano – wcięcie. Przykłada duże obciążenie do sferycznego wgłębnika na powierzchni materiału i mierzy średnicę powstałego wgłębienia, aby obliczyć twardość.
Posiadamy równieżTester twardości Brinella z ogniwem obciążnikowym. Ten typ testera wykorzystuje ogniwo obciążnikowe do dokładnego pomiaru przyłożonego obciążenia, zapewniając bardziej precyzyjne i wiarygodne wyniki.
A dla tych, którzy muszą przetestować twardość bardzo małych lub cienkich materiałów, oferujemyZintegrowany tester mikrotwardości. Tester ten doskonale nadaje się do badania twardości w skali mikro, podobnie jak nano-wcięcie, ale w nieco większej skali.
Dlaczego warto wybrać nasze twardościomierze
Jeśli szukasz twardościomierza, jest kilka powodów, dla których powinieneś rozważyć nasze produkty. Przede wszystkim stawiamy na jakość. Nasze testery są zbudowane z myślą o trwałości, dzięki wysokiej jakości komponentom i precyzyjnej inżynierii. Oznacza to, że możesz na nich polegać i zapewniać dokładne i spójne wyniki przez długi czas.
Oferujemy również doskonałą obsługę klienta. Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące korzystania z naszych testerów lub napotkasz jakiekolwiek problemy, nasz zespół ekspertów jest zawsze gotowy do pomocy. Możemy zapewnić szkolenia i porady dotyczące rozwiązywania problemów, aby mieć pewność, że w pełni wykorzystasz możliwości swojego twardościomierza.
Kolejną zaletą jest konkurencyjność cenowa. Rozumiemy, że szukasz produktu o dobrym stosunku jakości do ceny, dlatego staramy się oferować naszym testerom po cenie, która jest rozsądna dla Twojego budżetu.
Porozmawiajmy
Jeśli jesteś zainteresowany zakupem twardościomierza, niezależnie od tego, czy jest to tester twardości z nano-wcięciem, czy jeden z naszych innych modeli, chętnie skontaktujemy się z Tobą. Możemy porozmawiać o Twoich konkretnych potrzebach i pomóc Ci wybrać odpowiedniego testera dla Twojej aplikacji. Skontaktuj się z nami, aby rozpocząć rozmowę i wspólnie znajdźmy idealne rozwiązanie do badania twardości.
Referencje
- Oliver, WC i Pharr, GM (1992). Ulepszona technika określania twardości i modułu sprężystości za pomocą eksperymentów z wykrywaniem obciążenia i przemieszczenia. Journal of Materials Research, 7(6), 1564-1583.
- Bhushan, B. (2013). Nanotribologia i nanomechanika: wprowadzenie. Springer Nauka i media biznesowe.
