Urządzenia dla inżynierii materiałów
- Urządzenia dla inżynierii materiałów Twardościomierze instrumentalne
Z pomocą twardościomierzy instrumentalnych Anton Paar można precyzyjnie określić właściwości mechaniczne cienkich warstw lub podłoży. Twardościomierz instrumentalny poradzi sobie z niemal każdym rodzajem materiału: miękkim, twardym, cienkim, jak i kruchym.
Bioindenter jest zoptymalizowany pod kątem wymagań dotyczących badania „miękkich materiałów” o nierównych powierzchniach (materiały miękkie, których moduł Younga wynosi od 5 kPa-400MPa).
System UNHT BIO jest zmodyfikowaną jednostką UNHT wyposażoną w biokomorę umożliwiającą badania preparatów organicznych i biologicznych oraz żywych tkanek w odpowiednich warunkach temperatury i wilgotności. Biokomora pozwala na obserwację preparatu w trakcie pomiaru. Wysoka stabilność termiczna pozwala na pomiar pełzania, co może pomóc w scharakteryzowaniu przepuszczalności materiału badanego. Połączenie głowicy Bioindentera z komorą akustyczną i platformą antywibracyjną zapewnia jeszcze większą dokładność wyników.
Przykładowe aplikacje:
- Badania na hydrożelach,
- Regeneracja i naprawa tkanek,
- Monitorowanie postępów chorób tętniczych,
- Badania rogówki oka,
- Diagnostyka tkanek poprzez zmianę jej sztywności.
Głowica UNHT to nanotwardościomierz o ultra-wysokiej rozdzielczości, który jest stosowany do badania mechanicznych właściwości materiałów w nanoskali.
Ultra Nano Twardościomierz firmy Anton Paar jest urządzeniem do pomiaru nanoindentacji cienkich powłok, materiałów miękkich i wymagających niskich zakresów siły oraz bardzo precyzyjnego pomiaru. Pozwala na analizę istotnych parametrów charakteryzujących dany materiał: twardości instrumentalnej, modułu Younga, pracy plastycznej, sprężystej, pełzania materiału, relaksacji naprężeń oraz odporności na kruche pękanie.
Ultra Nano Twardościomierz mierzy to, co inni szacują: dzięki dwóm niezależnym czujnikom głębokości i obciążenia urządzenie zapewnia prawdziwą kontrolę siły i głębokości penetracji. Aktywny układ referencyjny eliminuje dryft termiczny, co przekłada się na rzetelne wyniki w skali nano i umożliwia wykonanie długotrwałych pomiarów pełzania. Połączenie głowicy UNHT z komorą akustyczną i platformą antywibracyjną dodatkowo zapewnia znakomitą dokładność testów.
Możliwości badawcze urządzenia:
- Wyświetlanie w czasie rzeczywistym zbieranych podczas pomiaru danych z możliwością natychmiastowego przerwania pomiaru przez użytkownika,
- Całkowicie definiowalne tryby indentacji (pojedyncze lub wielokrotne, z obciążeniem zwiększanym liniowo, geometrycznie, nieograniczony czas przytrzymania maksymalnego obciążenia, dynamiczna zmiana obciążenia, CMC, mapping dużego obszaru próbki),
- Parametry systemu programowalne dla każdego wgłębienia w trybie wielokrotnym.
- Zautomatyzowana kalibracja wgłębnika,
- Możliwości badania pełzania, kruchego pękania, odporności na zmęczenie,
- Możliwość oceny twardości i modułu Young’a przy pomocy wielu modeli,
- Ocena twardości według standardów ISO,
- Całkowicie zintegrowany moduł statystyczny,
- Automatyczny generator raportów z krzywymi, wynikami, zdjęciami i statystyką,
- Możliwość zaprogramowania pomiarów z opóźnieniem czasowym
Nanotwardościomierz do pomiarów w wysokiej temperaturze (HT-UNHT) z obciążeniami do 50mN (opcjonalnie 100mN) służy do badań właściwości mechanicznych
Ultra Nano Twardościomierz Wysokotemperaturowy (UNHT3 HTV) zawiera sprawdzoną technologię Ultra Nano Twardościomierza (UNHT3) w systemie podwyższonej temperatury, który wykorzystuje najnowocześniejsze technologie. System grzewczy zdolny jest osiągać temperaturę do 1000°C w stabilny i efektywny sposób, przy jednoczesnym zachowaniu niskiego dryftu termicznego. Jest to niezrównane osiągnięcie przy badaniach w zmiennej temperaturze otoczenia i otwiera drzwi do zupełnie nowej dziedziny badań. Ultra Nano Twardościomierz Wysokotemperaturowy składa się również z komory wysokopróżniowej oraz głowicy pomiarowej chłodzonej cieczą.
Nowa generacja nanotwardościomierzy do testowania w wysokiej temperaturze.
Zastosowanie UNHT3 HTV:
- Narzędzia tnące z twardymi powłokami,
- Półprzewodniki,
- Warstwy natryskiwane cieplnie,
- Badania dyslokacji spowodowanej wysoką temperaturą,
- Pełzanie i zmiany zmęczeniowe względem temperatury,
- Zmiany twardości względem temperatury
Urządzenie pozwala na pełną analizę najbardziej istotnych właściwości mechanicznych charakteryzujących dany materiał.
Urządzenie pozwala na pełną analizę najbardziej istotnych parametrów charakteryzujących dany materiał: twardości instrumentalnej, modułu Younga, pracy plastycznej, sprężystej, pełzania materiału, relaksacji i odporności na kruche pękanie. Głowica nanotwardościomierza umożliwia wykonywanie pomiarów przy płynnej zmianie obciążeń. Wyniki twardości przeliczane są również na geometrię Vickersa. System zapewnia wykonywanie badania w sposób automatyczny i nie wymaga wcześniejszej kalibracji względem temperatury dzięki systemowi aktywnej referencji. Takie rozwiązanie pozwala wyeliminować wpływ dryftu termicznego i otrzymać „surowe” wyniki pomiarowe. Platforma uwzględnia zmotoryzowany stolik w osiach XYZ oraz mikroskop optyczny z różnymi obiektywami x5, x20, x50 i x100.
Nanotwardościomierz został zaprojektowany w celu zapewnienia niskich obciążeń przy pomiarach w skali nano. System znajduje swoje zastosowanie w charakteryzacji materiałów organicznych, nieorganicznych, twardych i miękkich, w związku z tym jest najbardziej uniwersalnym urządzeniem do pomiaru twardości instrumentalnej. NHT zostało w pełni wyposażone w bardzo szczegółowy, user-friendly pakiet oprogramowania, który umożliwia przeprowadzenie nanoindentacji w różnych trybach, np. z obciążeniem stałym, progresywnym, wielocyklicznym (zwiększonym lub stałym) lub poprzez profil zdefiniowany przez użytkownika.
Możliwości badawcze urządzenia:
- Wyświetlanie w czasie rzeczywistym zbieranych podczas pomiaru danych z możliwością natychmiastowego przerwania pomiaru przez użytkownika,
- Całkowicie definiowalne tryby indentacji (pojedyncze lub wielokrotne, z obciążeniem zwiększanym liniowo, geometrycznie, nieograniczony czas przytrzymania maksymalnego obciążenia, dynamiczna zmiana obciążenia, CMC, mapping dużego obszaru próbki),
- Parametry systemu programowalne dla każdego wgłębienia w trybie wielokrotnym
- Zautomatyzowana kalibracja wgłębnika,
- Możliwości badania pełzania, kruchego pękania, odporności na zmęczenie,
- Możliwość oceny twardości i modułu Young’a przy pomocy wielu modeli,
- Ocena twardości według standardów ISO,
- Całkowicie zintegrowany moduł statystyczny,
- Automatyczny generator raportów z krzywymi, wynikami, zdjęciami i statystyką,
- Możliwość zaprogramowania pomiarów z opóźnieniem czasowym (pomiary automatyczne, bez potrzeby obecności i ingerencji użytkownika).
Micro Combi Tester jest idealnym rozwiązaniem do pomiaru właściwości mechanicznych takich jak np. twardość, moduł sprężystości. Dzięki swojej uniwersalności urządzenie pozwala nie tylko na pomiary twardości instrumentalnej ale również odporności na zarysowanie i adhezji powłok do podłoża (opis testów zarysowań znajduje się w zakładce „Badania adhezji”).
Micro Combi Tester z jest idealnym rozwiązaniem do pomiaru mechanicznych właściwości, takich jak: twardość, moduł sprężystości, praca plastyczna, elastyczna, pełzanie, relaksacja materiałów. Umożliwia badania materiałów różniących się właściwościami: powłok cienkich i twardych, grubych bądź miękkich oraz twardych powłok PVD i CVD i warstw ceramicznych. Urządzenie pozwala na badania z wykorzystaniem szerokiego zakresu obciążeń od 10mN do 30N. Zapewnia dokładne i powtarzalne wyniki. System zapewnia wykonywanie badania w sposób automatyczny i nie wymaga wcześniejszej kalibracji względem temperatury dzięki systemowi aktywnej referencji. Takie rozwiązanie pozwala wyeliminować wpływ dryftu termicznego i otrzymać „surowe” wyniki pomiarowe.
MCT zostało w pełni wyposażone w bardzo szczegółowy, user-friendly pakiet oprogramowania, który umożliwia przeprowadzenie mikro i nanoindentacji w różnych trybach, np. z obciążeniem stałym, progresywnym, wielocyklicznym (zwiększonym lub stałym) lub poprzez profil zdefiniowany przez użytkownika.
Możliwości badawcze urządzenia:
- Wyświetlanie w czasie rzeczywistym zbieranych podczas pomiaru danych z możliwością natychmiastowego przerwania pomiaru przez użytkownika,
- Całkowicie definiowalne tryby indentacji (pojedyncze lub wielokrotne, z obciążeniem zwiększanym liniowo, geometrycznie, nieograniczony czas przytrzymania maksymalnego obciążenia, dynamiczna zmiana obciążenia, CMC, mapping dużego obszaru próbki),
- Parametry systemu programowalne dla każdego wgłębienia w trybie wielokrotnym
- Zautomatyzowana kalibracja wgłębnika,
- Możliwości badania pełzania, kruchego pękania, odporności na zmęczenie,
- Możliwość oceny twardości i modułu Young’a przy pomocy wielu modeli,
- Ocena twardości według standardów ISO,
- Całkowicie zintegrowany moduł statystyczny,
- Automatyczny generator raportów z krzywymi, wynikami, zdjęciami i statystyką,
- Możliwość zaprogramowania pomiarów z opóźnieniem czasowym (pomiary automatyczne, bez potrzeby obecności i ingerencji użytkownika).
DODATKOWE INFORMACJE
ZASADA POMIARU
Zasada pomiaru jest podobna, jak makrotwardości opisana w dziale klasycznych twardościomierzy z tą różnicą, że pole powierzchni liczone jest automatycznie ze znanej geometrii wgłębnika oraz głębokości jego wnikania w badany materiał przy zadanym obciążeniu. Przy takich badaniach kluczowa jest precyzja pomiaru głębokości oraz siły.
Do pomiaru mikrotwardości powierzchnie badanego metalu musi być starannie przygotowana; szlifowana na papierach o ziarnistości minimum 600, polerowana, a w przypadku badania składników strukturalnych również wytrawiona.
ZALETY METODY
- uniwersalność – twardość nie zależy od wartości siły,
- nadaje się do pomiaru materiałów o różnych twardościach,
- nadaje się do pomiaru próbek lub przedmiotów o małych rozmiarach i cienkich warstw,
- praktycznie nie niszczy przedmiotu (odcisk jest zupełnie niewidoczny gołym okiem),
- duża dokładność pomiarów,
- nadaje się do badań wydzieleń,
- nadaje się do badań w trybach indywidualnych, w tym w także badań dynamicznych,
- uniwersalność – stosowane do wszystkich rodzajów materiałów
WYNIK
Nanotwardościomierze i mikrotwardościomierze pozwalają mierzyć głębokość na której znajduje się wgłębnik (h) pod zadaną siłą (F), podczas każdego cyklu. Dzięki temu można obserwować zarówno plastyczne, jak i sprężyste odkształcenie badanego materiału.
Maksymalne obciążenie Fm obserwowane jest zarówno na krzywej obciążania jak i odciążania. Twardość wyliczana jest ze wzoru na:
HIT=Fm/Ap
Podczas wykonywanych badań twardości warstw znajdujących się na podłożu maksymalna głębokość pomiaru nie powinna przekraczać 10% całkowitej grubości warstwy aby uniknąć wpływu podłoża na wynik pomiaru (norma ISO 14577).
ZALETY POMIARÓW TWARDOŚCI INSTRUMENTALNEJ
- zautomatyzowane pomiary ze statystyką (matryca, matryca wizualna),
- oprócz twardości: moduł Younga, praca plastyczna, sprężysta, pełzanie, relaksacja, odporność na kruche pękanie,
- profile głębokości (zmiany właściwości mechanicznych w funkcji głębokości),
- i wiele więcej