เครื่องทดสอบความแข็งแบบนาโนอินเดนเทชันทำงานอย่างไร?

เฮ้! ในฐานะซัพพลายเออร์ของเครื่องทดสอบความแข็ง ฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับวิธีการทำงานของเครื่องจักรที่ดีเหล่านี้ โดยเฉพาะเครื่องทดสอบความแข็งแบบนาโน - เยื้อง เอาล่ะ เรามาเจาะลึกและทำลายมันกันดีกว่า

ก่อนอื่น นาโน - การเยื้องคืออะไร? มันเป็นเทคนิคที่ใช้ในการวัดคุณสมบัติทางกลของวัสดุในระดับที่เล็กมาก ลองคิดดูว่าเป็นการดูอย่างใกล้ชิดว่าวัสดุมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้ความกดดัน ต่างจากวิธีการทดสอบความแข็งแบบดั้งเดิมที่อาจทำให้คุณเข้าใจถึงความแข็งของวัสดุได้กว้างขึ้น การเยื้องระดับนาโนสามารถให้ข้อมูลที่มีรายละเอียดสูงเกี่ยวกับคุณสมบัติในท้องถิ่นได้

แล้วเครื่องทดสอบความแข็งแบบนาโนทำหน้าที่ของมันได้อย่างไร?

พื้นฐานของกระบวนการ

หัวใจสำคัญของเครื่องทดสอบความแข็งของการเยื้องแบบนาโนคือหัวกด นี่เป็นปลายแหลมที่เล็กมาก ซึ่งมักทำจากวัสดุที่มีความแข็งเป็นพิเศษ เช่น เพชร หัวกดจะถูกนำเข้าอย่างระมัดระวังกับพื้นผิวของวัสดุที่คุณต้องการทดสอบ

ขั้นตอนแรกคือการใช้โหลดที่มีการควบคุม ผู้ทดสอบมีกลไกที่สามารถเพิ่มแรงกดบนหัวกดได้อย่างแม่นยำขณะกดเข้าไปในวัสดุ โหลดนี้จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนกว่าจะถึงค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เมื่อหัวกดดันเข้าไปในวัสดุ จะทำให้เกิดการเยื้องเล็กน้อย

ในขณะที่โหลดโหลด ผู้ทดสอบยังวัดความลึกของการเยื้องด้วย ทำสิ่งนี้โดยใช้ดิสเพลสเมนต์เซนเซอร์ที่มีความไวสูง เซ็นเซอร์นี้สามารถตรวจจับได้แม้กระทั่งการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของหัวกดเพียงเล็กน้อย ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากเรากำลังพูดถึงการวัดขนาดนาโนเมตรที่นี่

เมื่อถึงโหลดสูงสุดแล้ว ก็จะค่อยๆ ถอดโหลดออก เมื่อโหลดออก วัสดุอาจดีดตัวกลับเล็กน้อย และผู้ทดสอบยังคงติดตามการเปลี่ยนแปลงในความลึกของการเยื้อง

การวัดความแข็ง

แล้วเราจะคำนวณความแข็งจากข้อมูลทั้งหมดนี้ได้อย่างไร? โดยทั่วไปค่าความแข็งในการเยื้องระดับนาโนจะถูกกำหนดโดยใช้อัตราส่วนของแรงที่ใช้กับพื้นที่สัมผัสของการเยื้อง พื้นที่สัมผัสจะคำนวณตามความลึกที่วัดได้ของการเยื้องและรูปทรงของหัวกด

ตัวอย่างเช่น หากเรามีหัวกด Berkovich (ประเภททั่วไปในการเยื้องนาโน) ซึ่งมีรูปทรงปิรามิดสามด้าน พื้นที่สัมผัสสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรทางคณิตศาสตร์ที่กำหนดไว้อย่างดี โดยคำนึงถึงความลึกของการเยื้อง

ค่าความแข็งช่วยให้เราทราบได้ว่าวัสดุมีความทนทานต่อการเสียรูปเพียงใด ค่าความแข็งที่สูงขึ้นหมายความว่าวัสดุจะเยื้องยากขึ้น ซึ่งมักจะบ่งชี้ว่าเป็นวัสดุที่แข็งแกร่งและทนทานกว่า

การเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นและพลาสติก

สิ่งที่ยอดเยี่ยมอย่างหนึ่งเกี่ยวกับการเยื้องแบบนาโนก็คือ มันสามารถบอกเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นและพลาสติกของวัสดุได้ด้วย การเสียรูปแบบยืดหยุ่นคือเมื่อวัสดุกลับสู่รูปร่างเดิมหลังจากถอดโหลดออกแล้ว ในทางกลับกัน การเปลี่ยนรูปพลาสติกเกิดขึ้นเมื่อวัสดุมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างถาวร

ด้วยการวิเคราะห์กราฟโหลด - การกระจัด (กราฟที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของโหลดเมื่อหัวกดเคลื่อนเข้าและออกจากวัสดุ) เราสามารถแยกส่วนประกอบยืดหยุ่นและพลาสติกของการเสียรูปได้ ส่วนเริ่มต้นของเส้นโค้ง เมื่อภาระเพิ่มขึ้น แสดงให้เห็นการผสมผสานระหว่างความยืดหยุ่นและการเสียรูปพลาสติก แต่เมื่อโหลดถูกเอาออก ส่วนที่ยืดหยุ่นของการเสียรูปจะทำให้หัวกดยกขึ้นเล็กน้อย และความลึกที่เหลือของการเยื้องเกิดจากการเสียรูปแบบพลาสติก

การใช้งาน

เครื่องทดสอบความแข็งแบบนาโนมีการใช้งานที่หลากหลาย ในสาขาวัสดุศาสตร์ สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อศึกษาคุณสมบัติของวัสดุใหม่ เช่น โลหะผสมขั้นสูงหรือวัสดุผสม นักวิจัยสามารถใช้การเยื้องระดับนาโนเพื่อทำความเข้าใจว่ากระบวนการผลิตที่แตกต่างกันส่งผลต่อความแข็งและคุณสมบัติเชิงกลอื่นๆ ของวัสดุเหล่านี้อย่างไร

ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ มีการใช้การเยื้องนาโนเพื่อทดสอบความแข็งของฟิล์มบาง ฟิล์มเหล่านี้ใช้ในสิ่งต่างๆ เช่น ชิปคอมพิวเตอร์ และสิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าสามารถทนต่อความเครียดที่จะเกิดขึ้นระหว่างการใช้งานได้

ในวงการแพทย์ สามารถใช้การเยื้องระดับนาโนเพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกลของเนื้อเยื่อชีวภาพได้ สิ่งนี้สามารถช่วยในการทำความเข้าใจว่าโรคอาจส่งผลต่อความแข็งของเนื้อเยื่ออย่างไร หรือในการพัฒนาวัสดุชีวภาพที่ดีขึ้นสำหรับการปลูกถ่าย

กลุ่มผลิตภัณฑ์เครื่องทดสอบความแข็งของเรา

ในฐานะซัพพลายเออร์เครื่องทดสอบความแข็ง เราขอเสนอเครื่องทดสอบความแข็งประเภทอื่นๆ ที่หลากหลายด้วย ตัวอย่างเช่น เรามีเครื่องทดสอบความแข็งแบบบริเนลแบบดิจิตอล. ผู้ทดสอบนี้ใช้วิธีการที่แตกต่างเมื่อเทียบกับการเยื้องแบบนาโน โดยจะใช้ภาระจำนวนมากกับหัวกดทรงกลมบนพื้นผิวของวัสดุ และวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของการเยื้องที่เกิดขึ้นเพื่อคำนวณความแข็ง

เรายังมีเครื่องทดสอบความแข็งบริเนลของโหลดเซลล์. เครื่องมือทดสอบประเภทนี้ใช้โหลดเซลล์ในการวัดโหลดที่ใช้อย่างแม่นยำ ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้น

และสำหรับผู้ที่ต้องการทดสอบความแข็งของวัสดุที่มีขนาดเล็กหรือบางมาก เราขอเสนอเครื่องทดสอบความแข็งระดับไมโครในตัว. เครื่องทดสอบนี้เหมาะสำหรับการทดสอบความแข็งระดับไมโคร คล้ายกับการเยื้องระดับนาโน แต่มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อย

เหตุใดจึงเลือกเครื่องทดสอบความแข็งของเรา

เมื่อคุณอยู่ในตลาดเครื่องทดสอบความแข็ง มีเหตุผลบางประการที่คุณควรพิจารณาผลิตภัณฑ์ของเรา ก่อนอื่นเราเน้นที่คุณภาพ ผู้ทดสอบของเราสร้างมาให้มีอายุการใช้งานยาวนาน ด้วยส่วนประกอบคุณภาพสูงและวิศวกรรมที่มีความแม่นยำ ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถไว้วางใจได้ว่าจะให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำและสม่ำเสมอในระยะเวลาอันยาวนาน

เรายังให้การสนับสนุนลูกค้าที่ยอดเยี่ยมอีกด้วย หากคุณมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับวิธีการใช้งานผู้ทดสอบของเรา หรือหากคุณพบปัญหาใดๆ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมให้ความช่วยเหลือเสมอ เราสามารถให้คำแนะนำด้านการฝึกอบรมและการแก้ไขปัญหาเพื่อให้แน่ใจว่าคุณจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากเครื่องทดสอบความแข็งของคุณ

ข้อดีอีกประการหนึ่งคือราคาที่แข่งขันได้ของเรา เราเข้าใจดีว่าคุณกำลังมองหาสิ่งที่คุ้มค่าเงิน และเรามุ่งมั่นที่จะเสนอผู้ทดสอบของเราในราคาที่เหมาะสมกับงบประมาณของคุณ

มาคุยกันเถอะ

หากคุณสนใจที่จะซื้อเครื่องทดสอบความแข็ง ไม่ว่าจะเป็นเครื่องทดสอบความแข็งแบบนาโน - เยื้องหรือรุ่นอื่นๆ ของเรา เรายินดีรับฟังจากคุณ เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณได้ และช่วยคุณเลือกผู้ทดสอบที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานของคุณ ติดต่อเราเพื่อเริ่มการสนทนา และมาทำงานร่วมกันเพื่อค้นหาโซลูชันการทดสอบความแข็งที่สมบูรณ์แบบสำหรับคุณ

อ้างอิง

• โอลิเวอร์ ห้องสุขา และฟาร์ ผู้จัดการทั่วไป (1992) เทคนิคที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับการกำหนดความแข็งและโมดูลัสยืดหยุ่นโดยใช้การทดลองการเยื้องแบบตรวจจับโหลดและการเคลื่อนที่ วารสารวิจัยวัสดุ, 7(6), 1564 - 1583.
• ภูชาน บี. (2013) นาโนไทรโบโลจีและนาโนกลศาสตร์: บทนำ สื่อวิทยาศาสตร์และธุรกิจสปริงเกอร์