maasmproiect
-
Upload
laura-ioana -
Category
Documents
-
view
25 -
download
0
description
Transcript of maasmproiect
-
Universitatea Transilvania BrasovFacultatea de tiinta i Ingineria MaterialelorGrupa IMMA 3721
Metode Avansate de Analiz n tiinta Materialelor
Alexe Ioana-LauraGhiu Ioana
An universitar 2012/2013
-
Aspecte experimentale de nanoindentareI. De ce, ce i cum?
Krystyn J. Van Vliet3.052 Spring 2003February 11, 2003
-
De ce nanoindentare?Ingineria materialelor este tiina care se ocup cu optimizarea compoziiei materialelor, structurii si prelucrarea lor pentru aplicaii speciale.Mecanica de la dimensiuni mici: Analizarea materialelor , cercetarea dac straturile subiri, liniile, punctele de materiale au proprieti mecanice .Fizica materialelor: Msurarea proceselor de deformare cum ar fi dezvoltarea fisurilor.Definiie: Sondarea mecanic, msurarea profunzimii i ncrcturii suprafeei unui material la adncimi de nm.
-
De ce nanoindentare?1. Ingineria materialelorTensiune uniaxiala/comprimare10 gTestarea duritatiiPLA= P/Ae = [Lf-Li]/LiP = mgH = P/[pD2/4]DJohannes Brinell (1880)syE = s/en
-
De ce nanoindentare?1. Ingineria materialelorIndentarea la adancimi diferite pentru a crea relatiide tensiune-solicitare = a/Rs a P/pa2Solicitare multiaxiala
Necesit deformare plastic pentru a se realiza indentareaRa
-
De ce nanoindentare?1. Ingineria materialelorStraturi subiri microelectroniceElectromigrare
Folosirea nanoindentrii pentru msurarea suprafeelor foarte subiri.Se folosesc capete ascuite pentru a diminua efectele asupra substratului. tf10 nm 1 mm
-
De ce nanoindentare?2. Mecanisme unice de dimensiuni foarte miciSunt afectate proprietile mecanice n urma prelucrarii?
E, sy, n f?
Cnd structurile se apropie de dimensiuni atomice, efectele mecanice sunt cuantificate?
-
De ce nanoindentare?Prin cercetarea materialelor la dimensiuni aproape atomice putem nva despre mecanismul fundamental de deformare?
Polimeri: elasticitate entropic
Progresare prin creterea numrului de microelectronice ( procesoare de semnal)3. Fizica materialelorCeramica: nasterea fracturilorMetale: dislocarea nucleara, curgerea materialului
-
Ce este nanoindentarea?Arata raspunsul P-h la ncrcare/descrcareDiscut histerezisul i ce nseamnIntroduce concepte de msurare indirectRecunoate un material dar nu d informaii exacte de proprietiPh
-
Ce este nanoindentarea?Testarea unui material de dimensiuni mici pentru a afla informatii valabile la dimensiuni mari.Transpunerea unei tensiuni multiaxiale in proprietati uniaxiale
-
Ce este nanoindentarea?Arat variabilele :C = curba de ncrcaredP/dh = rezistena la descrcarePmax, hmaxWp = deformarea plastic dup indentareWt = lucrul mecanic al indentriiCdP/dhWpWe
-
SiC (ceramic)50035 mN16 nN100 nmAdancime500 nm1002 mNCe este nanoindentarea?IncarcarePE (polymer)
-
Cum funcioneaz nanoindentarea?A. Presupuneri n legatur cu materialulContinuuOmogenElastoplasticSferic: * Elastic, apoi plastic * Greu de prelucrat- diamant Ascuit: * Elastic si plastic * Poate deforma diamantul n forma de piramida si nu con VickersBerkovichB. Considerentele capului de indentare
-
Cum funcioneaz nanoindentarea?C. Aparatura:TriboindenterHysitron, MNNanoIndenterMTS, TNNanoTestMicroMaterials, UK
-
Cum funcioneaz nanoindentarea?C. AparaturaCondensator cu 3 placi
+-
-
Capacitanta plcilor paralele:
Cum funcioneaz nanoindentarea?Cmpul electric dintre dou plci paralele: E = V/dDiferena de voltaj dintre dou plci cand+q se muta de la o plac pozitiv la alta negativ:Capacitana:Important la nanoindentare:Cu ct plcile se apropie , d scade iar V ,C creteMsurator rezistent la temperatur i zgomot
-
Inductana unui solenoid
Cum functioneaza nanoindentarea?Important la nanoindentare:(1) Poate fi folosit pentru micri exact (schimbare n I)(2) Poate fi folosit la msurarea ncrcturii(schimbare n I sauV)Pentru A fix, o schimbare in curentul I duce la:AstfelInductana este schimbarea n B(V) creata de o schimbare in I Campul magnetic al solenoidului:
-
Cum funcioneaz nanoindentarea?D. Calibrareai. P(V)ii. h(V) Adaug mas pentru ncrcarea aparatuluiDetermin I, V pentru a mica masa (ncrctura)Calculeaz relaia: P = aVDetermin punctul zero: P = aV + bMsoar C, V Calculeaz relaia : h = aVDetermin punctul zero : h = aV + b
-
Cum funcioneaz nanoindentarea?D. Calibrareaiii. Cm= Conformitatea aparatuluiDefiniie: Deplasarea instrumentului cu rspuns fa de ncrctura aplicat1.2.Important: Ctotal = Cmostra + CmMod de lucru:(1.) Nanoindentarea unei mostre standard Determinarea Cm empiric pentru a afla E, H(2.) Compresarea aparatului Masurarea Cm direct
-
Cum funcioneaz nanoindentarea?E. Controlul mediului de lucruIzolaia acustic(< 1 Hz)Controlul temperaturii(< 0.5 C)Umiditatea(< 55%)Izolarea vibraiilor(< 1 Hz)HysitronMicroMaterials
-
Cum funcioneaz nanoindentarea?Procedura:
1. Preparea suprafeei mostrei: Suprafeele trabuie sa fie fine i paralele2. Fixarea zonei de lucru a suprafeei
3. Profilu ncrcturii
4. Matricea programului
5. Executarea experimentului6. Analizarea datelor pentru obinerea proprietilorLumina microscoptraductorPt
-
Cum funcioneaz nanoindentarea?Rezultatele din materialeE [GPa]Rezultatele n compozite1. Aliaje/copolimeri2. Os tabecularBenzocyclobutene (BCB) [VanLandingham, NIST]E = 3.5 GPa[Smith, MicroMaterials][Wyrobek, Hysitron]
-
Cum funcioneaz nanoindentarea?Rezultatele n suprafee subiriSubstratul afecteaz rezultatul indentrii Regula empiric: hmax < 10% tf pentru ca analiza s fie viabila
Duritate constantaDuritate in scaderestratstrat + substratStratificarea Ni pe Pb-Sn : tf = 5 mm
-
Cum funcioneaz nanoindentarea?Rezultatele n suprafee subiriSubstratul afecteaz rezultatul indentrii Regula empiric: hmax < 10% tf pentru ca analiza s fie viabilaIncarcatura [mN]Adancime [nm]vracFoita