用于調(diào)查材料表面機(jī)械性能是如何受到濕度的影響！

許多材料的性能會(huì)隨著濕度的變化而發(fā)生顯著變化，聚合物或生物樣品尤其如此。

NanoTest Vantage通過(guò)嚴(yán)密模擬使用條件，可以較好地獲得關(guān)于預(yù)測(cè)真實(shí)壽命的有意義的試驗(yàn)結(jié)果?？焖僮兓臐穸饶K可以在很大程度上幫助實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

 適用于調(diào)查濕度影響的行業(yè):

  生物研究

  聚合物薄膜和納米復(fù)合材料

  生物材料的摩擦學(xué)

  滑動(dòng)磨損中的納米和微摩擦

  膠凝材料

  MEMS /微電子

   NanoTest Vantage濕度模塊實(shí)驗(yàn)的重要特點(diǎn)

   濕度模塊利用一個(gè)連接到控制器的小型外部水蒸汽發(fā)生器提供測(cè)試所需的濕度。在控制蒸汽添加     之前，還有一個(gè)內(nèi)嵌干燥劑來(lái)預(yù)干燥空氣。因此，無(wú)論室內(nèi)環(huán)境條件如何，都可以保持10%到       90%的任意濕度。

完全可編程的實(shí)驗(yàn)條件:濕度模塊有自己的控制器，允許簡(jiǎn)單的設(shè)定值和顯示相對(duì)濕度(RH)。腔室設(shè)計(jì):濕度模塊的設(shè)計(jì)足夠小，允許快速達(dá)到設(shè)定值和穩(wěn)定，同時(shí)也能夠容納樣品和壓頭。測(cè)試的通用性:該模塊允許在可控濕度下對(duì)樣品進(jìn)行全方位的測(cè)試，包括壓痕，劃痕和高應(yīng)變率沖擊。上圖為NanoTest 系統(tǒng)濕度模塊。

暴露在不同濕度下的鍍膜玻璃

圖2表明濕度的影響并不總是可預(yù)測(cè)的。多層鍍膜玻璃樣品從5% RH增加到30% RH變化明顯，但RH進(jìn)一步增加時(shí)影響不大。與30% RH相比，即使在90% RH下硬度的下降也可以忽略不計(jì)。諸如此類(lèi)的結(jié)果強(qiáng)調(diào)了在正確的濕度水平下進(jìn)行測(cè)試的重要性，而不是依靠線性外推。

                                                             圖2顯示了多層鍍膜玻璃樣品的結(jié)果

                                   5% RH和30% RH之間測(cè)試時(shí)硬度的顯著變化與進(jìn)一步增加RH可忽略的變化形成對(duì)比。

濕度變化對(duì)聚合物樣品的影響

圖左所示的結(jié)果表明，變化的濕度能對(duì)高分子材料的性能產(chǎn)生影響。在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，接觸深度隨著濕度的增加而顯著增加，如果沒(méi)有進(jìn)行深刻的相關(guān)測(cè)試，可能會(huì)忽略這一影響。在峰值載荷下60秒的深度增加也很明顯，說(shuō)明材料的蠕變更大。體積小和濕度變化快速是非常重要的，它們是允許研究動(dòng)力學(xué)吸濕過(guò)程的決定性因素。NanoTest加載頭的負(fù)載范圍很廣，可借助于相同的加載頭下產(chǎn)生非常淺和非常深的壓痕來(lái)研究這些擴(kuò)散過(guò)程的動(dòng)力學(xué)。

圖4含10%粘土的聚合物納米復(fù)合材料在不同濕度條件下的納米壓痕響應(yīng)變化情況。

硬度和楊氏模量都隨著相對(duì)濕度的增加而降低，盡管這種下降不是線性的，這再次強(qiáng)調(diào)了在相關(guān)條件下測(cè)試相對(duì)于外推的好處。將含有10%粘土的復(fù)合材料的結(jié)果與未處理的尼龍樣品的結(jié)果進(jìn)行了比較。這些結(jié)果表明，即使在較高的濕度下，粘土的優(yōu)勢(shì)也能得到保持。這樣就可以直接評(píng)估納米復(fù)合材料在潮濕條件下的有效性。

圖4尼龍6、尼龍6 + 10%粘土納米復(fù)合材料納米力學(xué)性能的濕敏性

左圖4

優(yōu)勢(shì)：

操作設(shè)置簡(jiǎn)易

可忽視環(huán)境條件，干燥和水蒸氣加濕允許保持恒定的RH

可在濕度模塊進(jìn)行各種測(cè)試，如壓痕、劃痕和沖擊

可用于新儀器或升級(jí)