HODNOCENÍ OPOTŘEBENÍ SYSTÉMŮ S TENKÝMI VRSTVAMI POMOCÍ VRYPOVÉ ZKOUŠKY S OCELOVOU KULIČKOU.



Podobné dokumenty
EVALUATION OF SPECIFIC FAILURES OF SYSTEMS THIN FILM SUBSTRATE FROM SCRATCH INDENTATION IN DETAIL

MERENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ V MIKROLOKALITÁCH NANOINDENTACÍ. Radek Nemec, Ivo Štepánek

ACOUSTIC EMISSION SIGNAL USED FOR EVALUATION OF FAILURES FROM SCRATCH INDENTATION

TESTOVÁNÍ SOFTWARU PAM STAMP MODELOVÝMI ZKOUŠKAMI

1.2.5 Reálná čísla I. Předpoklady:

PRŮVODNÍ ZPRÁVA 1. IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE 2. ZÁKLADNÍ ÚDAJE O STAVBĚ. a) Označení stavby Smetanova Lhota - chodník

REVITALIZACE VEŘEJNÝCH PROSTRANSTVÍ, III. ETAPA B2.1. TECHNICKÁ ZPRÁVA

KORELACE ZMĚN SIGNÁLU AKUSTICKÉ EMISE A ZMĚN PORUŠOVÁNÍ PŘI VRYPOVÉ ZKOUŠCE NA SYSTÉMECH S TENKÝMI VRSTVAMI. Petr Jirík, Ivo Štěpánek, Martin Hrdý

Montážní pokyny k panelům Montáž střešního prosvětlovacího panelu KS1000 PC a KS 1000 PC Double Skin

HŘÍDELE, LOŽISKA, SPOJKY

STÍRÁNÍ NEČISTOT, OLEJŮ A EMULZÍ Z KOVOVÝCH PÁSŮ VE VÁLCOVNÁCH ZA STUDENA

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA STROJÍRENSKÁ a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191. Obor M/01 STROJÍRENSTVÍ

1. LINEÁRNÍ APLIKACE OPERAČNÍCH ZESILOVAČŮ

1.7. Mechanické kmitání

Digitální učební materiál

3. Restrukturalizace nebo manipulace s údaji - práce s rastrovými daty

Pracovní list. Workshop: Hospodaření domácnosti

CYKLICKÁ VRYPOVÁ ZKOUŠKA PRO HODNOCENÍ VÝVOJE PORUŠENÍ A V APROXIMACI ZKOUŠKY OPOTŘEBENÍ. Markéta Podlahová, Ivo Štěpánek, Martin Hrdý

Možnosti ultrazvukové kontroly keramických izolátorů v praxi

FILTR SRÁŽKOVÝCH VOD AS-PURAIN SROVNÁVACÍ TEST FILTRŮ

NEDESTRUKTIVNÍ HODNOCENÍ MATERIÁLU ENERGETICKÝCH KOMPONENT NONDESTRUCTIVE EVALUATION OF POWER PLANT PARTS Zbyněk BUNDA a,b, Josef VOLÁK a,b

ANALÝZA PODMÍNEK PRO ROZŠÍŘENOU APLIKACI VÝSLEDKŮ ZKOUŠEK POŢÁRNÍ ODOLNOSTI A REAKCE NA OHEŇ. Stav k Zpracovatel: Ing. Roman Zoufal, CSc.

Programování se seznamy v Imagine

Analýza oběžného kola

Vlastimil ŠEVČÍK 1 NAVRHOVÁNÍ KLAPKOVÝCH UZÁVĚRŮ

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. Moderní způsoby strojního obrábění na frézkách a horizontálních vyvrtávačkách

Osvětlovací modely v počítačové grafice

PŘESTAVITELNÝ STŘEDOVÝ SLOUP VJEZDU DO HALY

Schöck Tronsole typ Z

MONTÁŽNÍ NÁVOD DELTA DESIGN PLECHOVÉ KAZETY, LAMELY A TRAPÉZY

NEJČASTĚJI KLADENÉ DOTAZY K PUBLICITĚ PROJEKTŮ OP LZZ

VLIV PNEUMATIK NA BEZPEČNOST PROVOZU AUTOMOBILU

Tento projekt je spolufinancován z prostředků Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu ČR. Výzva k podání nabídek

Metodika kontroly naplněnosti pracovních míst

DOPORUČENÍ A ZÁSADY : ŘÍZENÁ MANUÁLNÍ PŘEVODOVKA TYPU MCP

Vyvažování tuhého rotoru v jedné rovině přístrojem Adash Vibrio

I. Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Tváření. Název: Přesný střih. Téma: Ing. Kubíček Miroslav. Autor:

Pracovní návrh. VYHLÁŠKA Ministerstva práce a sociálních věcí. ze dne o hygienických požadavcích na prostory a provoz dětské skupiny do 12 dětí

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Mikrovlny

Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.128/ Nástrahy virtuální reality (pracovní list)

Obsah 1. Grafický manuál firmy 2. Podklady grafického manuálu 3. Varianty loga 4. Logo a logotyp

WEBOVÉ ŘÍZENÍ MECHANICKÉHO SYSTÉMU SVĚTĚLNÝM PAPRSKEM Web Control of Mechanical System by Light Ray

NÁVOD K POUŢITÍ BEZPEČNOSTNÍ ZÁSADY, PROVOZ A ÚDRŢBA PRO MECHANICKÝ KLÍN

1.11 Vliv intenzity záření na výkon fotovoltaických článků

NÁVRHOVÝ PROGRAM VÝMĚNÍKŮ TEPLA FIRMY SECESPOL CAIRO PŘÍRUČKA UŽIVATELE

DYNAMICKÉ VÝPOČTY PROGRAMEM ESA PT

Kroková hodnocení kombinovaného namáhání systémů s tenkými vrstvami. Roman Reindl, Ivo Štěpánek, Radek Poskočil, Jiří Hána

Příloha č. 4 vý zvy Oprava části chodníku K Nouzovu v Praze 12 technická specifikace. Stávajícístav

Žáci mají k dispozici pracovní list. Formou kolektivní diskuze a výkladu si osvojí grafickou minimalizaci zápisu logické funkce

Korelace opotřebení systémů s tenkými vrstvami pomocí scratch testeru a na třecích strojích. Martin Hrdý, Ivo Štěpánek, Roman Reindl

Gymnázium Christiana Dopplera, Zborovská 45, Praha 5. ROČNÍKOVÁ PRÁCE Teoretické řešení střech

Monitorovací zpráva. o realizaci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost. 1. Údaje o projektu a Monitorovací zprávě

Vyhláška č. 294/2015 Sb., kterou se provádějí pravidla provozu na pozemních komunikacích

Zefektivnění zadávání znaků na mobilním telefonu bez T9

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEII MĚŘENÍ ZÁKLADNÍCH EL. VELIČIN

VRYPOVÁ ZKOUŠKA Z POHLEDU HODNOCENÍ POMOCÍ OBRAZOVÉ ANALÝZY. Martin Hrdý, Ivo Štěpánek, Roman Reindl, Markéta Podlahová

CVIČENÍ č. 8 BERNOULLIHO ROVNICE

na tyč působit moment síly M, určený ze vztahu (9). Periodu kmitu T tohoto kyvadla lze určit ze vztahu:

COMPARISON OF SYSTEM THIN FILM SUBSTRATE WITH VERY DIFFERENT RESISTANCE DURING INDENTATION TESTS. Matyáš Novák, Ivo Štěpánek

Kluzná pouzdra KU - B10 samomazný kov

Dětské hřiště, koupaliště Lomnice nad Popelkou

Možnosti integrace lineárního dávkovače do zařízení infuzní pumpy 2P SEV Litovel

Magnetic Levitation Control

Domov Pod Lipami Smečno, poskytovatel sociálních služeb. Pravidla. pro poskytování sociální služby Denní stacionář pro seniory

Modelové řady visacích zámků Mul-T-Lock

OPTIMALIZOVANÉ PREFABRIKOVANÉ BALKONOVÉ DÍLCE Z VLÁKNOBETONU

Nabídka seminářů Finanční gramotnost

METODICKÉ LISTY. výstup projektu Vzdělávací středisko pro další vzdělávání pedagogických pracovníků v Sokolově

Krajská hospodářská komora Střední Čechy. Pravidla soutěže. Poznáváme firmy ve středních Čechách. 1. Pořadatel soutěže. 2. Termín konání soutěže

Tvorba kompostu: Kompostér máme především z důvodu přirozené likvidace trávy posekané sekačkou. Do kompostéru vysypeme 3 koše sekačky (3 x 60 l),

Návrh Bánkiho turbíny

FOND VYSOČINY NÁZEV GP

Základy sálavého vytápění ( ) 6. Stropní vytápění Ing. Jindřich Boháč

Role malých pr ojektů pr o udr žitelný rozvoj České rafinérské, a.s.

Fotogrammetrie a DPZ soustava cílů

PREZENTACE.

TIP: Pro vložení konce stránky můžete použít klávesovou zkratku CTRL + Enter.

Příloha III TECHNICKÉ A PROVOZNÍ PARAMETRY VNITROZEMSKÝCH VODNÍCH CEST MEZINÁRODNÍHO VÝZNAMU

Seriál: Management projektů 7. rámcového programu

DU-200-BL NÁVOD K OBSLUZE

Středoškolská odborná činnost 2007/2008 Obor 9. Strojírenství, hutnictví, doprava a průmyslový design CNC frézka Prostějov, 2009

Sada 2 Microsoft Word 2007

1. SPOLEHLIVOST A ŽIVOTNÍ CYKLUS VOZIDEL

Hodnocení změn povrchových vlastností systémů s tenkými vrstvami po elektrochemickém měření

Směrnice k rozpočtovému hospodaření

MMEE cv Stanovení množství obchodovatelného zboží mezi zákazníkem a dodavatelem

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř. 17. listopadu 49. Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu Výuka moderně

4.1 Znamení dávaná na břehu budou vztyčována na startovní lodi ZK.

Optické p ístroje. Mikroskop

Řízení kalibrací provozních měřicích přístrojů

ZATÍŽENÍ SNĚHEM A VĚTREM

Modul Řízení objednávek.

Výroba ozubených kol. Použití ozubených kol. Převody ozubenými koly a tvary ozubených kol

FAKULTNÍ NEMOCNICE BRNO. Jihlavská 20, Brno tel:

Obchodní název: M O L Y B D E N O V Ý D R Á T K E S T Ř Í K Á N Í

Gymnázium, Praha 6, Arabská 14. předmět: Programování. vyučující: Tomáš Obdržálek. Piškvorky. ročníkový projekt. Le Hoang Nguyen, 1.E.

Metodika kurzu Fiktivní firma

SM 23 STROJNÍ VÝROBA JEDNODUCHÝCH SOUČÁSTÍ

ÚVOD DO INFORMAČNÍ A KOMUNIKAČNÍ TECHNOLOGIE

Transkript:

HODNOCENÍ OPOTŘEBENÍ SYSTÉMŮ S TENKÝMI VRSTVAMI POMOCÍ VRYPOVÉ ZKOUŠKY S OCELOVOU KULIČKOU. ANALYSIS OF WEAR RESISTANCE OF SYSTEMS WITH THIN FILMS BY SCRATCH TESTING WITH STEEL BALL. Radek Poskočil Petr Tomek Ivo Štěpánek University of West Bohemia,Pilsen, Czech Republic Abstrakt The goal of this project is get characterization of mechanical property, exactly wear of resistance. There are pripared experiments analysis wear of resistance on systems thin filmsubstrate by scratch tests with 1,5,1 and 15-th passes on TiN with steel ball. The normal force is constant. Image documentation of this anlaysis was due to using software product Image-Pro Plus of Media Cybernetics. Conclusion of this analysis is to get reproduction by this method for measure wear of resistance. Světelný mikroskop Scratch tester s kamerou Control unit PC se softwarovým vybavením Obr 1: Schéma obrazové analýzy - 1 -

1 EXPERIMENT Z hlediska neustále se zvyšujících požadavků na kvalitu systémů s tvrdými tenkými vrstvami je důležité rozvíjet metody hodnocení jejich mechanických vlastností. V tomto příspěvku se zaměřujeme na jednu z nemála důležitých oblastí v této problematice, kterou je bezesporu odolnost proti opotřebení. K hodnocení této vlastnosti byl použit experiment,který vychází z již dříve zpracované metodiky hodnocení vrypové zkoušky, prováděné na scratch testeru, pomocí obrazové analýzy. V tomto případě se však na rozdíl od klasické vrypové zkoušky, kde je indentorem Rockwelův diamantový kužel, používá jako indentor ocelová kulička. Tudíž dochází k opotřebení systému tenká vrstva substrát ocelovou kuličkou a výsledek je zpracován a vyhodnocen obrazovou analýzou. Aby došlo k pokrytí celé problematiky byla volena vrypová cyklická zkouška. Při experimentu byl zvolen za substrat materiál VT6 na který byla nanesena tenká vrstva TiN pomoci obloukového odpařování. Na tomto systému byla provedena vrypová zkouška na scratch testeru CSEM REVETEST s ocelovou kuličkou (Ø1mm, ČSN 14 19, 64 HRC). Indentor s ocelovou kuličkou byl zatěžován konstantní silou 5N, délka vrypu volena přibližně 1mm a posuv stolku byl konstantní rychlostí 1mm/min. Scratch tester je napojen přes řídící zařízení do počítače, kde se mohou zaznamenávat udaje normálové síly (Fn), třecí síly (Ft), koeficientu tření (μ) a akustické emise (AE) z průběhu zkoušky. Obrazové informace byly zaznamenávány a vyhodnocovány systémem obrazové analýzy (obr.1). Základem tohoto systému byl světelný mikroskop Nikon Optiphot 1S, který byl spojen s kamerou, pomocí které se přenášely digitalizováné snímky přes framegraber kartu do počítače. Kde byly snímky dále zpracovávány pomocí softwarevého produktu Image-Pro Plus od firmy Media Cybernetics. Automaticky vybrané a změřené oblasti před a po vrypu Funkcí Count and Size si zvolíme veškeré hodnoty, které h i Příprava výřezů shodných částí z vrypu pro měření, před tvorbou makra Obr.2: Ukázka využití softwaru Image-Pro Plus - 2 -

Aby experiment vyhodnocovaný pomocí obrazové analýzy byl co nejlépe transparentní. A zachycoval problematiku odolnosti proti opotřebení co možná v nejširším rozpětí možností tohoto způsobu vyhodnocování. Bylo nezbytné nasnímat nejprve místo kde budeme daný vryp vytvářet a potom vždy po každém průběhu indentoru s kuličkou vytvořený vryp. Jelikož jde o vrypovou zkoušku cyklickou byl každý další vryp zhotoven do předchozího vrypu. Po teto složité operaci byly snímky ziskané z experimentu vyhodnoceny a porovnány. Vyhodnocovalo se především velikost porušení systému tenká vrstva substrát. Z porovnání plochy velikosti porušení po jednotlivých cyklech (obr.3) se dá sestavit graf závislosti počtu vrypů na velikosti porušení (graf.1). před vrypem po 1 vrypu po 5 vrypech Zvětšeno 2x, snímáno ve světlém poli po 1 vrypech po 15 vrypech Obr.3: Snímky vrypu po jednotlivých cyklech. velikost plochy [ um2] 2 1 22669 16894 12835 3743 4749 1 5 1 15 pocet vrypù Graf 1: Velikost plochy porušení při zvyšujícím se počtu vrypů. - 3 -

Z grafu je patrné, že se stoupajícím počtem vrypů se zvětšuje i plocha porušení. Při podrobné analýze nasnímanych snímků vrupu po jednotlivých cyklech bylo také patrno, že velikost plochy necelistvostí se mění v průběhu jednoho vrypu. Zatímco na začátku vrypu je zřetelně vidět porušení systému tenká vrstva substrát tak v druhé polovině vrypu už není zcela patrné zda jde o porušení, nebo usazené nečistoty, které vznikly při vytváření předchozího vrypu, nebo se jedná o rozmazanou makročástici a nebo jde o ulpěný materiál z použité kuličky (obr.4). Tyto problémi se dají z části odfiltrovat při překrytí snímku před vytvořením vrypu a po určitém počtu provedených vrypů. Co se týká zhodnocení zda jde o ulpění materiálu kuličky by bylo nutné použít plošnou analýzu chemického složení. Otázka usazených nečistot je problematická co se týka přiblížení exdperimentu praxi. Dále bylo nutné také zjistit jestli se na velikosti plochy necelistvostí velkou měrou nepodílí množství a rozložení makročastic, které se vyskytují ve vrstvě v místě kde je později zhotoven vryp (graf.2). Tyto faktory je nutné uvažovat při vyhodnocování velikosti plochy porušení. Před vrypem Zvětšeno 2x, snímáno ve světlém poli Po vrypu počátek střed konec Obr.4: Snímky ze začátku, zprostředka a konce vrypu Ulpìní èástic indentoru na vrstvì Ti plocha [µmm] 2 22195 138 12685 1 5438 5411 4254 dolní stødní horní èást vrypu plocha ulpìní plocha makroèástic Graf 2: Plocha makročástic a necelistvostí ve třech různých částí vrypů. - 4 -

Další faktor který nemůžeme opomenout je opotřebení samotného indentoru. V našem případě je to ocelová kulička. Na ní dochází také k opotřebení v závislosti na počtu proběhlých cyklů (graf.3). S jejím opotřebení se mění vlastně geometrie indentoru a tím se může i výrazně měnit velikost plochy porušení a může se negativně podepsat na výsledek experimentu. Proto byla i kulička v průběhu experimentu sledována a její snímky vyhodnocovány pomocí obrazové analýzy. Aby se započítávala pouze plocha opotřebení na kuličce a ne další nepřesnosti vzniklé při její výrobě, překryl se snímek kuličky nové a snímek kuličky použité pomocí speciální funkce softwaru Image-Pro plus (obr.5). NAND kul. před vrypem po 1 vrypech s funkcí Zvětšeno 2x, ve světlém poli. Obr.5: Kulička indentor před a po vrypech. Plocha opotřebení kuličky plocha opotřebení [µmm] 4 4 3 3 2 1 2733 23557 43373 35234 35785 1 5 1 15 počet vrypů s kuličkou Graf 3: Velikost odtržené plochy na kuličce 2 ZÁVĚR Z uvedených měření je možné stanovit metodiku k zjištění opotřebení povrchu i indentoru pomocí obrazové analýzy. Prozatímní výsledky naznačují, že tato metodika by mohla být v budoucnu aplikována na zkoušení vlivu tvrdých tenkých vrstev na zlepšení odolnosti proti opotřebení při použití na součásti kuličkových ložisek. Příspěvek byl prezentován v rámci řešení projektu MPO č. FB-C3/73/. - 5 -