用于調查材料表面機械性能是如何受到濕度的影響！

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

NanoTest Vantage通過(guò)嚴密模擬使用條件，可以較好地獲得關(guān)于預測真實(shí)壽命的有意義的試驗結果?？焖僮兓臐穸饶K可以在很大程度上幫助實(shí)現這一點(diǎn)。

 適用于調查濕度影響的行業(yè):

  生物研究

  聚合物薄膜和納米復合材料

  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)生器提供測試所需的濕度。在控制蒸汽添加     之前，還有一個(gè)內嵌干燥劑來(lái)預干燥空氣。因此，無(wú)論室內環(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)驗條件:濕度模塊有自己的控制器，允許簡(jiǎn)單的設定值和顯示相對濕度(RH)。腔室設計:濕度模塊的設計足夠小，允許快速達到設定值和穩定，同時(shí)也能夠容納樣品和壓頭。測試的通用性:該模塊允許在可控濕度下對樣品進(jìn)行全方位的測試，包括壓痕，劃痕和高應變率沖擊。上圖為NanoTest 系統濕度模塊。

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測的。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。諸如此類(lèi)的結果強調了在正確的濕度水平下進(jìn)行測試的重要性，而不是依靠線(xiàn)性外推。

                                                             圖2顯示了多層鍍膜玻璃樣品的結果

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

濕度變化對聚合物樣品的影響

圖左所示的結果表明，變化的濕度能對高分子材料的性能產(chǎn)生影響。在這項實(shí)驗中，接觸深度隨著(zhù)濕度的增加而顯著(zhù)增加，如果沒(méi)有進(jìn)行深刻的相關(guān)測試，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)研究這些擴散過(guò)程的動(dòng)力學(xué)。

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

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

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

左圖4

優(yōu)勢：

操作設置簡(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)行各種測試，如壓痕、劃痕和沖擊

可用于新儀器或升級