การตรวจวัดและทดสอบวัสดุนาโน ด้วยเครื่อง Keysight Nano Indenter​

ความก้าวหน้าในด้านเทคโนโลยีด้านวัสดุศาสตร์ และการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กๆ มีความก้าวหน้า ขณะเดียวกันก็ต้องการวัดคุณสมบัติทางกลเช่น ความแข็งของวัสดุ (Hardness) และความสามารถในการยืดตัว (Ductility)ที่มีความละเอียด และแม่นยำมากขึ้น ทำให้การทดสอบคุณสมบัติทางกลของวัสดุแบบดั้งเดิมอย่าง แบบคนูบ (Knoop) และวิคเกอร์ (Vickers) ไม่สามารถทำได้ดี ซึ่งอาศัยการกดหัวทดสอบบนชิ้นวัสดุ ให้เกิดรอยบุ๋มลงไปในเนื้อวัสดุ แล้วทำการวัดขนาดรอยกดและแรงที่ใช้กด นำมาคำนวณหาค่าความความแข็ง​

ทางบริษัท Keysight Technologies ได้ออกแบบเครื่อง Nano Indenter รุ่น G200 มีความคล้ายคลึงกับเครื่องทดสอบความแข็งเดิมๆ สามารถปรับตั้งย่านแรงกดได้กว้าง บันทึกผลแสดงเป็นรูปกราฟ วัดค่าความลาดชันของเส้นโค้งกราฟ Load-displacement History ไปคำนวณหาค่าโมดูลัสยืดหยุ่น (Yong’s Modulus)  แล้วใช้หาค่าความแข็งของวัสดุหรือความต้านทานของวัสดุที่จะยืดหยุ่นและความแข็ง ซึ่งมีความสำคัญในการออกแบบของทีมวิศวกรเพราะเป็นข้อมูลคุณสมบัติของวัสดุที่ทดสอบภายใต้ความเครียด (Stress) ค่าต่างๆ​

ความแข็ง (Hardness) เป็นคุณสมบัติที่สำคัญของวัสดุ มีประโยชน์ดังนี้     

 

  • เลือกวัสดุให้เหมาะสมกับงาน ช่วยในการตัดสินใจว่าความแข็งของวัสดุนั้นมีพอเพียงต่อการใช้งานหรือไม่
  •  รู้ถึงความทนทานของวัสดุที่นำมาทำ ซึ่งสามารถคำนวณอายุการใช้งาน

          

การทดสอบวัสดุนาโน พวกฟิล์มแข็งและฟิล์มบาง ๆ เช่น เรซิน หรือ สารกึ่งตัวนำ จำเป็นต้องทดสอบด้วยแรงน้อยๆ เครื่อง Nano Indenter พร้อมออฟชั่น Dynamic Contact Module สามารถทดสอบวัสดุตามมาตรฐาน ISO-14577 standard (Metallic materials) Part1,2,3 ด้วยระดับแรงกดต่ำในระดับ N ถึง nN ในการวัดความแข็งของวัสดุที่มีโมดูลัสที่ซับซ้อนของโพลิเมอร์และเซรามิก,แก้ว เพื่อตรวจรอยแตก รอยหักจำเป็นต้องตรวจค่าความแข็งตามระดับความหนาของวัสดุ ด้วยเทคนิค CSM (Continuous Stiffness Measurement)

 นอกจากนี้เราสามารถสั่งเครื่อง Nano Indenter พร้อมโปรแกรม Nano Vision

 

  • ให้วัดอย่างต่อเนื่องเพื่อสำรวจสภาพพื้นผิวของวัสดุขนาด 500 um x 500 um  แล้วแสดงผลเป็นรูป 3D กราฟ histograms ด้วยโปรแกรมซึ่งมีฟังก์ชันช่วยใช้ในงานวิเคราะห์และคำนวณค่าตัวแปรของชิ้นงาน
  • กำหนดขั้นตอนการทดสอบ (Test Flow)ตามมาตรฐาน ISO 14577  

 

The sample workpiece measured by Keysight Technologies Nano Indenter

การทดสอบด้วย Keysight ของ Nano Indenter G200 ช่วยให้คุณสมบัติทางกลในระดับนาโน แสดงผลวัดในรูปกราฟ พร้อมฟังก์ชั่นการวัดและวิเคราะห์ และที่มีฟังก์ชั่นช่วยในการเขียนสคริปต์โปรโตคอลการทดสอบ

 

Nano-scale Measuring and Testing with Keysight Nano Indenter​

Advances in technology and materials science and small item manufacturing along with the requirements for mechanical properties such as hardness and ductility which need to be more accurate and precise mean that traditional approaches such as Knoop and Vickers can no longer do the job well because it requires the tool to press its head on the workpiece to create an indentation on the material before measuring the size and the pressure and calculating the hardness.​

Keysight Technologies has designed Nano Indenter G200 with similar features of traditional hardness measuring tools but it can be adjusted for a wider area of pressure, graphic presentation, slope and curve measurement, load-displacement history in order to calculate Yong’s Modulus and hardness of the material as well as the resistance of the material including the ductility and hardness. These measures are important in design for engineers because they are mechanic properties of the material under stress. ​

Hardness is an important property of a material with the following advantages:

 

  • Appropriate material for use will ensure that the hardness of the material is enough for the purpose
  •  The durability of the material will be known and used to calculate the lifespan

 

Moreover, we can order Nano Indenter along with Nano Vision

 

  • To conduct a continuous measurement of the surface area (500 um x 500 um) and show the result in 3D, graphs, histograms by using the program with functions to analyze and calculate the variables
  • Test Flow according to the ISO 14577  standards

In summary: The test results of Keysight Nano Indenter G200 can reveal the nano-scale mechanical properties and these are displayed in graphs with functions to measure and analyze and functions to write protocol scripts of the test.​

© 2018 Advance Industry Media Plus Co., Ltd. All Rights Reserved.​​

megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching

Advance Industry Media Plus Co., Ltd.
1104/339 Pattanakarn Road Suanluang, Suanluang, Bangkok, 10250 Thailand

Tel. +66 2136 1406-7

Fax. +66 2187 2899

www.aimplus.co.th   

info@aimplus.co.th​

Ms. Khemruji Pruankaewmanee

Tel: +66 2 136 1406-7
Email: khemruji@aimplus.co.th​

aimplus.co.th

Reader voices

Advertisers

Subscribe

ADVERTISE WITH US 

LINKS

FOLLOW US ON SOCIAL MEDIA

megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
www.hainbuch.co.th