Новый аппарат поможет определять твердость материалов

01 августа 2013
0

Американские ученые создали аппарат, который, по их словам, установит новый стандарт точности в вопросе определения твердости материалов. Как сообщил физик Дуглас Смит из Национального института стандартов и технологий (NIST), машина под названием Precision Nanoindentation Platform (PNP) была создана в ответ на необходимость тестирования крошечных инновационных устройств, компонентов и покрытий в различных условиях. «В материаловедческом сообществе появляется все больше и больше компонентов и материалов, которые не существуют в макромасштабе», — сказал Смит.

Новый аппарат поможет определять твердость материалов
— Новый аппарат поможет определять твердость материалов

Группа Смита протестировала новый инструмент на синтетическом полимере, известном как PMMA и представляющем собой легкий пластик, который применяется в производственных процессах в качестве тонкой пленки. Результаты проделанной работы появились на страницах журнала Review of Scientific Instruments.

Существующее поколение инструментов для наноиндентирования работают следующим образом: стержень с очень твердым наконечником подводится к образцу и определяет, как его поверхность деформируется в ответ на прилагаемую силу. В прошлом такие инструменты создавались с расчетом на измерение деформации посредством смещения стержня относительно основы, но это может приводить к возникновению ошибок, поскольку под нагрузкой рама инструмента может деформироваться.

Чтобы избежать этого, Смит и его группа разработали PNP, определяющий твердость путем измерения глубины проникновения кончика индентора в образец. Исследователи разместили по бокам индентора два крошечных камертона, резонирующих с частотой 32 кГц. Когда кончики камертонов приближаются к поверхности изучаемого образца, возникает небольшое притяжение, из-за чего камертоны немного меняют частоту резонанса, не вызывая детектируемой деформации поверхности образца.

«Чувствуя» сдвиг в частоте, аппарат постоянно отслеживает текущее положение кончика относительно поверхности. Усовершенствования, которыми ученые снабдили PNP, позволяет ему тестировать свойства материалов, недоступные более ранним устройствам для наноиндентации. Например, инструмент может определить, как материал реагирует на давление, медленно деформируясь в течение длительного периода времени. «Я не хочу сказать, что это лучший из имеющихся инструментов, но у него определенно имеются преимущества, которые нам очень нравятся», — заявил Смит.

Комментарии (0)

    Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.

    При использовании материалов данного сайта прямая и явная ссылка на сайт www.radiomaster.net обязательна. 0.2907 s
    Яндекс.Метрика Rambler's Top100