用于调查材料表面机械性能是如何受到湿度的影响!
许多材料的性能会随着湿度的变化而发生显著变化,聚合物或生物样品尤其如此。
NanoTest Vantage通过严密模拟使用条件,可以较好地获得关于预测真实寿命的有意义的试验结果。快速变化的湿度模块可以在很大程度上帮助实现这一点。
适用于调查湿度影响的行业:
生物研究
聚合物薄膜和纳米复合材料
生物材料的摩擦学
滑动磨损中的纳米和微摩擦
胶凝材料
MEMS /微电子
NanoTest Vantage湿度模块实验的重要特点
湿度模块利用一个连接到控制器的小型外部水蒸汽发生器提供测试所需的湿度。在控制蒸汽添加 之前,还有一个内嵌干燥剂来预干燥空气。因此,无论室内环境条件如何,都可以保持10%到 90%的任意湿度。
完全可编程的实验条件:湿度模块有自己的控制器,允许简单的设定值和显示相对湿度(RH)。腔室设计:湿度模块的设计足够小,允许快速达到设定值和稳定,同时也能够容纳样品和压头。测试的通用性:该模块允许在可控湿度下对样品进行全方位的测试,包括压痕,划痕和高应变率冲击。上图为NanoTest 系统湿度模块。
暴露在不同湿度下的镀膜玻璃
图2表明湿度的影响并不总是可预测的。多层镀膜玻璃样品从5% RH增加到30% RH变化明显,但RH进一步增加时影响不大。与30% RH相比,即使在90% RH下硬度的下降也可以忽略不计。诸如此类的结果强调了在正确的湿度水平下进行测试的重要性,而不是依靠线性外推。
图2显示了多层镀膜玻璃样品的结果
5% RH和30% RH之间测试时硬度的显著变化与进一步增加RH可忽略的变化形成对比。
湿度变化对聚合物样品的影响
图左所示的结果表明,变化的湿度能对高分子材料的性能产生影响。在这项实验中,接触深度随着湿度的增加而显著增加,如果没有进行深刻的相关测试,可能会忽略这一影响。在峰值载荷下60秒的深度增加也很明显,说明材料的蠕变更大。体积小和湿度变化快速是非常重要的,它们是允许研究动力学吸湿过程的决定性因素。NanoTest加载头的负载范围很广,可借助于相同的加载头下产生非常浅和非常深的压痕来研究这些扩散过程的动力学。
图4含10%粘土的聚合物纳米复合材料在不同湿度条件下的纳米压痕响应变化情况。
硬度和杨氏模量都随着相对湿度的增加而降低,尽管这种下降不是线性的,这再次强调了在相关条件下测试相对于外推的好处。将含有10%粘土的复合材料的结果与未处理的尼龙样品的结果进行了比较。这些结果表明,即使在较高的湿度下,粘土的优势也能得到保持。这样就可以直接评估纳米复合材料在潮湿条件下的有效性。
图4尼龙6、尼龙6 + 10%粘土纳米复合材料纳米力学性能的湿敏性
左图4
优势:
操作设置简易
从10% RH到90% RH快速控制湿度简易
可忽视环境条件,干燥和水蒸气加湿允许保持恒定的RH
可在湿度模块进行各种测试,如压痕、划痕和冲击
可用于新仪器或升级