Urządzenia dla inżynierii materiałów

01

Z pomocą uniwersalnych twardościomierzy Anton Paar można precyzyjnie określić właściwości mechaniczne cienkich warstw lub podłoży. Twardościomierz instrumentalny poradzi sobie z niemal każdym rodzajem materiału: miękkim, twardym, jak i kruchym.

Zoptymalizowany pod kątem wymagań dotyczących testowania „miękkich materiałów” o nierównych powierzchniach.

Bioindenter jest zoptymalizowany pod kątem wymagań dotyczących badania „miękkich materiałów” o nierównych powierzchniach (materiały miękkie, których moduł Younga wynosi od 5 kPa-400MPa). System BHT 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 800°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,
  • Wiele innych.

Urządzenie pozwala na pełną analizę najbardziej istotnych parametrów 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, x10, 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) 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).

Mikrotwardościomierz jest idealnym rozwiązaniem do pomiaru mechanicznych właściwości, takich jak np. twardość, moduł sprężystości.

Mikrotwardościomierz 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.

MHT 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) 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

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.

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