Name: micromechanical tension testing of additively manufactured 17-4 ph stainless steel specimens
Uploaded: 2021-04-07T15:00:00
Duration: 5 min 38 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Micromechanical Tension Testing of Additively Manufactured 17-4 PH Stainless Steel Specimens at JoVE.com

وتستند هذه المواد إلى العمل الذي تدعمه المؤسسة الوطنية للعلوم بموجب المنحة رقم 1751699. كما يتم الاعتراف والدعم العيني للعينات المادية AM التي يقدمها المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) وتقديرها.

1. إعداد عينة للفوتوليثوغرافيا
<ol><li>قطع عينة من منطقة الاهتمام وتلميع باستخدام آلة تلميع شبه التلقائي.<ol>
<li>استخدام منشار تقطيع بطيء أو منشار الفرقة لقطع قسم من ~ 6 ملم من منطقة الاهتمام التي يتعين دراستها. لهذه الدراسة، تم قطع المواد من قسم غيج من AM 17-4 PH عينة التعب، كما هو مبين في الشكل 1.</li>
		<li>إعداد عينة قطع في جبل metallographic لتلميع.</li>
		<li>استخدم ملمع شبه آلي لتلميع العينة إلى سطح يشبه المرآة (وجود خشونة سطحية في ترتيب 1 ميكرومتر) بدءا من 400 ورقة جلخ حصى والانتقال إلى جزيئات الماس 1 ميكرومتر. لضمان تلميع كاف في كل مستوى سحج وسحجات سطح موحدة، تناوب اتجاه التلميع بنسبة 90 درجة بعد كل مستوى حصى. الحفاظ على سطح مستو أثناء التلميع لتجنب المشكلات أثناء عملية طلاء تدور في وقت لاحق.</li>
	</ol>
</li>
	<li>قسم المادة إلى قرص رفيع.<ol>
<li>حماية السطح المصقول باستخدام شريط لاصق.</li>
		<li>استخدم سرعة بطيئة منشار لمحاذاة وقطع مقطع رفيع (0.5-1 مم). ملاحظة: قسم حتى ستكون مهمة لعملية الطلاء تدور.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. التصوير الضوئي
<ol><li>تنظيف العينة.<ol>
<li>إزالة الشريط اللاصق واقية من السطح المصقول ووضع العينة مع سطح مصقول التي تواجه في كوب مع الأسيتون. استخدام نظافة بالموجات فوق الصوتية لتنظيف العينة لمدة 5 دقائق. استخدام ما يكفي من الأسيتون لتغطية العينة.</li>
		<li>إزالة العينة من الأسيتون وتجفيفها باستخدام الهواء المضغوط.</li>
		<li>غمر العينة في isopropanol واستخدام نظافة بالموجات فوق الصوتية لتنظيف العينة لمدة 5 دقائق. استخدام ما يكفي من ايزوبروبانول لتغطية العينة.</li>
		<li>إزالة العينة من الحاوية مع isopropanol وتجفيف العينة مع الهواء المضغوط.</li>
		<li>ضع العينة في حاوية احتجاز واجري تنظيف بلازما الأكسجين لمدة دقيقة واحدة.</li>
	</ol>
</li>
	<li>إعداد الحل الضوئي مقدما.<ol>
<li>باستخدام خلاط، مزيج 27.2 غرام (50 wt٪) من PGMEA السائل و 25.1 غرام (50 واط٪) من SU-8 3025 لمدة 2 دقيقة.</li>
		<li>إزالة الرغوة الخليط لمدة 1 دقيقة.</li>
	</ol>
</li>
	<li>قم بإجراء النقش المقاوم للصور.<ol>
<li>ضع العينة (الجانب المصقول لأعلى) على المغلف الدوراني.</li>
		<li>استخدم الهواء المضغوط لإزالة أي غبار أو جسيم على سطح العينة.</li>
		<li>تطبيق وازر على العينة وتشغيل المعطف تدور باستخدام المعلمات المبينة في الجدول 1. ملاحظة: تم قياس سمك الميكنستور الضوئي SU-8 الناتج المستخدم في هذه الدراسة ليكون بالقرب من 1.5 ميكرومتر في المتوسط.</li>
		<li>ضع العينة على طبق ساخن وحرارة عند 65 درجة مئوية لمدة 5 دقائق.</li>
		<li>سخني العينة عند 95 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.</li>
		<li>إزالة العينة من لوحة ساخنة والسماح للعينة لتبرد لدرجة حرارة الغرفة.</li>
		<li>باستخدام قناع ضوئي مع مجموعة من المربعات قياس 70 ميكرومتر على كل جانب، وفضح العينة لمدة 10-15 ثانية في كثافة الطاقة من ~ 75 mJ/cm2.</li>
		<li>سخني العينة إلى 65 درجة مئوية لمدة 5 دقائق على لوح ساخن.</li>
		<li>سخني العينة إلى 95 درجة مئوية لمدة 10 دقائق على لوح ساخن ثم اترك العينة تبرد إلى درجة حرارة الغرفة قبل الاستمرار في الخطوة التالية.</li>
		<li>غمر العينة (مع نمط تواجه) في وعاء نظيف مع بروبيلين غليكول خلات الأثير أحادية ميثيل (PGMEA) وتهيج لمدة 10 دقيقة. استخدام ما يكفي PGMEA لتغطية العينة.</li>
		<li>إزالة العينة ودفقة مع ايزوبروبانول قبل التجفيف بعناية مع الهواء المضغوط. ملاحظة: يظهر الشكل 2 النتيجة النهائية ل SU-8 منقوشة على العينة. في الشكل 2، هناك مواقع على سطح الصلب وجود أي المقاوم الضوئي (لاحظ سطح العينة أسفل اليسار) من المرجح بسبب سطح غير مستو يؤثر على معطف تدور. ولأغراض هذه الدراسة (إنشاء عينات محلية من الشد الصغير)، تعتبر هذه الدراسة نمطا مرضيا.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. الرطب النقش
<ol><li>إعداد AM 17-4PH الفولاذ المقاوم للصدأ مائي etchant9 هو مبين في الجدول 2.</li>
	<li>داخل غطاء الدخان، ضع العينة في كوب وضعه على رأس لوحة ساخنة في ~ 65-70 درجة مئوية.</li>
	<li>اترك العينة على الطبق الساخن لمدة 5 دقائق.</li>
	<li>مع العينة على لوحة ساخنة، ضع بضع قطرات من النقوش المعدة بحيث يتم تغطية السطح منقوشة تماما. اترك النقوش لمدة 5 دقائق.</li>
	<li>إزالة العينة من الكأس وتحييد النقوش بالماء. ملاحظة: يظهر الشكل 3 العينة الناتجة بعد النقش. لاحظ في الشكل 3 أن المقاوم الضوئي المتبقي يمنع الإبهات من التفاعل مع سطح الصلب ، مما يخلق مناطق منصة محلية من المواد غير المنقولة.</li>
</ol>4. مركزة أيون شعاع الطحن من هندسة العينة
<ol><li>قم بإعداد العينة لعملية الطحن FIB.<ol>
<li>ضع العينة في حاوية مع ايزوبروبانول. استخدام نظافة بالموجات فوق الصوتية لتنظيف العينة لمدة 5 دقائق. استخدام ما يكفي من ايزوبروبانول لتغطية العينة.</li>
		<li>إزالة وتجفيف العينة مع الهواء المضغوط.</li>
		<li>باستخدام لاصق موصل، قم بتركيب العينة على كعب روتين متوافق مع جهاز المسافات النانوية لاستخدامه أثناء الاختبار اللاحق.</li>
		<li>حفر حفرة في كعب 45° SEM تصاعد واستخدام شريط الكربون لوضع كعب روتين وعينة على كعب 45° SEM, كما هو مبين في الشكل 4. ملاحظة: تهدف هذه الخطوة إلى تقليل الاتصال المباشر مع العينة بمجرد تصنيع عينة الشد الصغير ، مما يقلل من فرصة إتلاف العينة.</li>
		<li>ضع العينة في SEM وحدد مربع محفور لتنفيذ الطحن FIB. ملاحظة: لهذه الدراسة، تم المرغوب المربعات المادية المتبقية ~ 9 ميكرومتر في الارتفاع أو أكبر بسبب هندسة العينة المختارة.</li>
		<li>قم بتوجيه موقع FIB المختار في أعلى كعب الروتين SEM لتجنب مشكلات الاتصال أثناء المحاذاة في SEM.</li>
	</ol>
</li>
	<li>تنفيذ الطحن FIB. ملاحظة: تم استخدام SEM تعمل في 30 كيلو فولت في هذه الدراسة. على الرغم من أنه لا يمكن تحديد إجراء معين ، لأنه يتطلب تعديلا استنادا إلى معدات محددة ، فإن الطحن من الخارج إلى الداخل هو ممارسة جيدة لتجنب إعادة ترسب المواد داخل موقع العينة. بالإضافة إلى ذلك، من الممارسات الجيدة استخدام أقصى قدر من الطاقة لإزالة المواد السائبة، ولكن تقليل الطاقة FIB مع الاقتراب من أبعاد العينة النهائية.<ol>
<li>استخدم أقصى طاقة (20 mA، 30 كيلو فولت) لإزالة أي مواد مجمعة غير مرغوب فيها من المنصة المحفورة المتبقية كما هو موضح في الشكل 5.</li>
		<li>استخدم طاقة أقل (7 mA، 30 كيلو فولت) أو (5 mA، 30 كيلو فولت) لإنشاء مستطيل ذي أبعاد أكبر قليلا من اللازم لهندسة العينة النهائية (انظر الشكل 6).</li>
		<li>مع طاقة أقل (1 mA، 30 كيلو فولت) أو (0.5 mA، 30 كيلو فولت)، إجراء قطع مقطع عرضي بالقرب من أبعاد العينة الصغيرة الشد النهائي. ملاحظة: بعد هذه الخطوة FIB (هو موضح في الشكل 7) ، يجب أن يكون العينة الأبعاد الخارجية المطلوبة ولكن يجب أن يكون مفقود التشكيل الجانبي شكل عظم الكلب.</li>
		<li>تدوير العينة في 180 درجة.</li>
		<li>باستخدام الطاقة المنخفضة (0.5 mA، 30 كيلو فولت) أو (0.3 mA، 30 كيلو فولت)، قم بتنفيذ الخطوة النهائية لطحن FIB لإنشاء هندسة العينة المطلوبة. إنشاء واستخدام الصورة النقطية للتحكم في كثافة FIB وموقع لتكرار في إنشاء هندسة النهائية للعينات متعددة. ملاحظة: يظهر الشكل 8 صورة SEM للعينة الدقيقة الشد الناتجة المصنعة من الخطوات الموضحة في الأقسام 4.2.1 إلى 4.2.5. تظهر أبعاد عينة الشد في الشكل 9.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. تلفيق قبضة
<ol><li>جعل علامات المحاذاة على طرف المسافة البادئة النانوية لاستخدامها لاختبار الشد.<ol>
<li>قم بتركيب الطرف على محول المسافات النانوية المطلوب.</li>
		<li>باستخدام كاتب ليزر، قم بعمل علامتي محاذاة بالقرب من الطرف، كما هو موضح في الشكل 10، للسماح بالتوجه الصحيح للبقشيش قبل تصنيع قبضة الشد من خلال طحن FIB. استخدام درجة دائرية و linescribe كمصدرين المحاذاة كما تدور طرف أثناء تلفيق هندسة قبضة الشد.</li>
	</ol>
</li>
	<li>FIB-مطحنة طرف المسافة البادئة النانوية لجعل قبضة التوتر.<ol>
<li>ضع التلميح المميز على كعب روتين SEM ومحاذاة العلامات كما هو موضح في الشكل 10.</li>
		<li>باستخدام FIB، قلل من عرض طرف المسافة البادئة كما هو موضح في الشكل 11A. ملاحظة: تقليل عرض طرف المسافة البادئة مفيد في القدرة على المناورة وإزالة قبضة الشد النهائي أثناء اختبار التوتر.</li>
		<li>قم بإزالة طرف المسافة البادئة من SEM، واستخدم علامات المحاذاة لتدوير الطرف عند 90 درجة. استخدم FIB كما هو موضح في الشكل 11B لتقليل سمك طرف المسافة البادئة.</li>
		<li>إزالة تلميح المسافة البادئة من SEM. استخدم علامات المحاذاة مرة أخرى إلى 0° (العرض الأمامي) وإنشاء هندسة قبضة الشد النهائي مع FIB كما هو موضح في الشكل 11C. لتقليل إعادة ترسب المواد التي تمت إزالتها أثناء عملية FIB، قم بإزالة منطقة قبضة الشد الضيقة قبل إزالة منطقة القبضة الأوسع.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. اختبار الشد الصغير
<ol><li>قم بتركيب العينة وطرف المسافة البادئة على جهاز nanoindenter.</li>
	<li>تثبيت جهاز المسافات البادئة في SEM باتباع توصيات الشركة المصنعة. لضمان التصوير الكافي أثناء الاختبار في الموقع ، تجنب إمالة الجهاز الهامة. ملاحظة: لهذا الاختبار، تم استخدام إمالة 5 درجات. سيؤدي الإمالة الزائدة إلى عرض منظور ويجعل من الصعب محاذاة قبضة الشد مع عينة الاختبار.</li>
	<li>لمنع حدوث حدث غير متوقع أثناء اختبار الشد، قم بتنفيذ بروتوكول تحميل الشد المستند إلى الإزاحة المطلوب في الهواء، بعيدا عن العينة. ملاحظة: هذا الاختبار النزوح الجوي سوف يحافظ على قبضة الشد ملفقة في حالة حدوث إزاحات غير متوقعة أثناء البروتوكول.</li>
	<li>بحذر، اقترب ببطء من الطرف إلى سطح العينة.</li>
	<li>نقل ومحاذاة قبضة الشد مع عينة الاختبار، كما هو موضح في الشكل 12.</li>
	<li>إجراء اختبار الشد. ملاحظة: اعتبر الاختبار الذي تم إجراؤه في هذه الدراسة بروتوكولا يتم التحكم فيه بالإزاحة بمعدل 0.004 ميكرومتر/ثانية (مما أدى إلى معدل إجهاد مطبق قدره 0.001 ميكرومتر/ ميكرومتر/ثانية للعينة التي يبلغ طولها 4 ميكرومترات)، والحد الأقصى للإزاحة 2.5 ميكرومتر، ومعدل عائد قدره 0.050 ميكرومتر/ثانية. لإجراء اختبار الشد في محول المستخدمة لهذا الاختبار، تم استخدام المسافة البادئة الإزاحة السلبية (-2.5 ميكرومتر) ومعدل سلبي (-0.004 ميكرومتر/ثانية).</li>
</ol>

<ol>
	<li>Ju-Young, K., Jang, D., Greer, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tensile+and+compressive+behavior+of+tungsten,+molybdenum,+tantalum+and+niobium+at+the+nanoscale.">Tensile and compressive behavior of tungsten, molybdenum, tantalum and niobium at the nanoscale.</a> Acta Materialia. 58 (7), 2355-2363 (2010).</li><li>Kihara, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tensile+behavior+of+micro-sized+specimen+made+of+single+crystalline+nickel.">Tensile behavior of micro-sized specimen made of single crystalline nickel.</a> Materials Letters. 153, 36-39 (2015).</li><li>Julia, R. G., Kim, J. Y., Burek, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+in-situ+mechanical+testing+of+nanoscale+single-crystalline+nanopillars.">The in-situ mechanical testing of nanoscale single-crystalline nanopillars.</a> JOM: The Journal of Minerals, Metals &amp; Materials Society. 61 (12), 19 (2009).</li><li>Kiener, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+further+step+towards+an+understanding+of+size-dependent+crystal+plasticity:+In+situ+tension+experiments+of+miniaturized+single-crystal+copper+samples.">A further step towards an understanding of size-dependent crystal plasticity: In situ tension experiments of miniaturized single-crystal copper samples.</a> Acta Materialia. 56 (3), 580-592 (2008).</li><li>Sumigawa, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+observation+on+formation+process+of+nanoscale+cracking+during+tension-compression+fatigue+of+single+crystal+copper+micron-scale+specimen.">In situ observation on formation process of nanoscale cracking during tension-compression fatigue of single crystal copper micron-scale specimen.</a> Acta Materialia. 153, 270-278 (2018).</li><li>Kim, J. -. Y., Julia, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tensile+and+compressive+behavior+of+gold+and+molybdenum+single+crystals+at+the+nano-scale.">Tensile and compressive behavior of gold and molybdenum single crystals at the nano-scale.</a> Acta Materialia. 57 (17), 5245-5253 (2009).</li><li>Kiener, D., Minor, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Source+truncation+and+exhaustion:+insights+from+quantitative+in+situ+TEM+tensile+testing.">Source truncation and exhaustion: insights from quantitative in situ TEM tensile testing.</a> Nano Letters. 11 (9), 3816-3820 (2011).</li><li>Reichardt, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+micro+tensile+testing+of+He++2+ion+irradiated+and+implanted+single+crystal+nickel+film.">In situ micro tensile testing of He+ 2 ion irradiated and implanted single crystal nickel film.</a> Acta Materialia. 100, 147-154 (2015).</li><li>Nageswara Rao, P., Kunzru, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+microchannels+on+stainless+steel+by+wet+chemical+etching.">Fabrication of microchannels on stainless steel by wet chemical etching.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 17 (12), 99-106 (2007).</li><li>Okayasu, M., Fukui, H., Ohfuji, H., Shiraishi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain-induced+martensite+formation+in+austenitic+stainless+steel.">Strain-induced martensite formation in austenitic stainless steel.</a> Journal of Material Science. 48, 6157-6166 (2013).</li></ol>

ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.

وقدمت منهجية تم التحقق منها لتصنيع العينات الدقيقة من الفولاذ المقاوم للصدأ AM 17-4PH واختبار التوتر، بما في ذلك بروتوكول مفصل لتصنيع قبضة الشد الدقيق. تؤدي بروتوكولات تصنيع العينات الموصوفة إلى تحسين كفاءة التصنيع من خلال الجمع بين التصوير الضوئي والحفر الرطب وإجراءات طحن FIB. ساعد حفر المواد قبل طحن FIB على إزالة المواد السائبة وتقليل إعادة ترسب المواد التي تحدث في كثير من الأحيان أثناء استخدام FIB. سمحت إجراءات التصوير الضوئي والحفر الموصوفة لتصنيع عينات الشد الدقيق فوق سطح المادة المحيطة ، مما يوفر وصولا واضحا لقبضة الشد قبل الاختبار. وفي حين أن هذا البروتوكول قد وصف وأجرى لاختبار الشد الدقيق، فإن نفس الإجراءات ستكون مفيدة لاختبار الضغط الجزئي.
أثناء تطوير هذه العملية ، لوحظ اختلاف داخل نقش قناع مقاومة الصور ، كما هو موضح في الشكل 2. ومن المرجح أن يكون سبب ذلك عدم اتساق السطح الذي تم إنشاؤه أثناء التقطيع أو الالتصاق الضعيف لأخصائي التصوير الضوئي إلى سطح العينة. ولوحظ أنه عندما يتم إجراء النقش الرطب في درجة حرارة الغرفة ، تمت إزالة الكثير من مقاومة الصور ، بسبب النقش أو الالتصاق الضعيف ؛ لذلك ، يوصى بتسخين العينة قبل وأثناء عملية النقش ، كما هو مذكور في البروتوكول. إذا لوحظ نقص كبير في النقش (النقش أسفل مقاومة ضوئية) ، فقد تساعد زيادة درجة حرارة العينة. يستخدم البروتوكول المقدم وازالة ضوئية SU-8 بسبب توافر; ومع ذلك ، قد تكون تركيبات أخرى من الكواتر الضوئي والإقفانت فعالة أيضا.
وكانت المواءمة بين الشد وقبضة العينة ومشاركة العينة هي التحديات الرئيسية لاختبار الشد الصغير. عن طريق تقليل أبعاد طرف المسافة البادئة كما هو موضح في البروتوكول، تم تحسين المحاذاة والمشاركة بين قبضة الشد والعينة. نظرا لحدود منظور عرض SEM ، كان من الصعب في كثير من الأحيان معرفة ما إذا كانت العينة داخل قبضة الشد. ومن المرجح أن يؤدي تقليل سمك القبضة إلى توفير تحكم أفضل في المنظور.
إعداد العينات الدقيقة واختبار المواد الدقيقة الشد غالبا ما تكون عملية طويلة، تتطلب عدة ساعات من الوقت تلفيق FIB ومحاذاة المسافة البادئة. الأساليب والبروتوكولات المعدة هنا بمثابة دليل التحقق من كفاءة تصنيع الشد الدقيق والاختبار. لاحظ أن بروتوكول العينة الصغيرة يسمح لتصنيع عينات عالية الإنتاجية (السريعة) من أحجام الفولاذ المقاوم للصدأ AM 17-4PH السائبة من خلال الجمع بين التصوير الضوئي والحفر الكيميائي وطحن شعاع الأيونات المركزة.

يمكن أن يوفر اختبار المواد الميكانيكية على النطاقين الجزئي والنانوي معلومات مهمة عن السلوك المادي الأساسي من خلال تحديد التبعيات على نطاق الطول الناجمة عن آثار الفراغ أو الإدراج في أحجام المواد السائبة. وبالإضافة إلى ذلك، يسمح الاختبار الميكانيكي الدقيق والنانوي بإجراء قياسات هيكلية للمكونات في الهياكل الصغيرة الحجم (مثل تلك الموجودة في النظم الكهروميكانية الدقيقة)1,2,3,4,5. المسافات النانوية والضغط الجزئي هي حاليا الأكثر شيوعا الصغرى والنانو الميكانيكية نهج اختبار المواد؛ ومع ذلك، فإن القياسات الناتجة عن الضغط والمعامل غالبا ما تكون غير كافية لوصف آليات فشل المواد الموجودة في كميات أكبر من المواد السائبة. لتحديد الاختلافات بين سلوك المواد السائبة والميكا الميكانيكية الدقيقة ، خاصة بالنسبة للمواد التي لها العديد من الشوائب والعيوب الفراغية مثل تلك التي تم إنشاؤها أثناء عمليات التصنيع المضافة (AM) ، هناك حاجة إلى طرق فعالة لاختبار التوتر الدقيق.
على الرغم من وجود العديد من دراسات اختبار التوتر الميكروميكاني للمواد الإلكترونية والبلورية الواحدة3،6 ، إلا أن إجراءات تصنيع العينات واختبار التوتر للمواد الفولاذية المصنعة بشكل إضافي (AM) غير موجودة. وتشير الاعتمادات على نطاق طول المواد الموثقة في 2,3,4,5,6 إلى آثار تصلب المواد في المواد البلورية المفردة على نطاقات أطوال دون ميكرون. وكمثال على ذلك، فإن الملاحظات المستمدة من اختبار التوتر الميكانيكي الدقيق للنحاس أحادي البلورات تسلط الضوء على تصلب المواد بسبب مجاعة التفكك واقتطاع مصادر التفكك الحلزوني4,5,7. ويحدد Reichardt et al.8 آثار تصلب الإشعاع على المقياس الجزئي، ويمكن ملاحظتها من خلال اختبار التوتر الميكانيكي الدقيق.
قياسات المواد الصغيرة الشد التي تتطلب مرفق مسبار المسافة البادئة للعينة هي أكثر تعقيدا من اختبارات الضغط الجزئي المقابلة ولكنها توفر سلوك كسر المواد المطبق على تنبؤات حجم المواد السائبة تحت تحميل أكثر تعقيدا (التوتر المحوري ، والانحناء ، وما إلى ذلك). غالبا ما يعتمد تصنيع عينات الشد الدقيق بشكل كبير على طحن شعاع الأيونات المركز (FIB) من أحجام المواد السائبة. لأن عمليات الطحن FIB تنطوي على إزالة المواد المترجمة للغاية (على نطاق الصغرى والنانو)، وإزالة مساحة كبيرة من خلال الطحن FIB غالبا ما يؤدي إلى أوقات طويلة تصنيع العينات الدقيقة. يستكشف العمل المعروض هنا منهجية لتحسين الكفاءة في تصنيع عينات الشد الدقيق لفولاذ AM 17-4PH المقاوم للصدأ من خلال الجمع بين العمليات الضوئية والحفر الكيميائي وطحن FIB. بالإضافة إلى ذلك، يتم عرض إجراءات اختبار التوتر الميكانيكي الدقيق لعينات الصلب AM المصنعة ومناقشة نتائج الاختبار.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>45 &#176; SEM stub</td>
			<td>TED Pella</td>
			<td>16104</td>
			<td>https://www.tedpella.com/SEM_html/SEMpinmount.htm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>VWR</td>
			<td>CAS: 67-64-1</td>
			<td>https://us.vwr.com/store/product/4533063/acetone-99-5-acs-vwr-chemicals-bdh</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Branson 1510 Ultrasonic Cleaner</td>
			<td>Branson Ultrasonic</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon conductive tabs</td>
			<td>PELCO image tabs</td>
			<td>16084-20</td>
			<td>https://www.tedpella.com/SEMmisc_html/semadhes.htm.aspx#16084-4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CrystalBond</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FEI Nova Nanolab 200 Dual-Beam Workstation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ferric Chloride</td>
			<td>VWR</td>
			<td>CAS: 7705-08-0</td>
			<td>https://us.vwr.com/store/product/7516265/iron-iii-chloride-anhydrous-98-pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric Acid (12.1M)</td>
			<td>EMD</td>
			<td>CAS: 7647-01-0, HX0603</td>
			<td>https://www.emdmillipore.com/US/en/product/Hydrochloric-Acid,EMD_CHEM-HX0603</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hysitron PI-88</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ISOMET Low Speed Saw</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>11-1180-160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol</td>
			<td>VWR</td>
			<td>CAS: 67-63-0</td>
			<td>https://us.vwr.com/store/product/4549282/2-propanol-99-5-acs-vwr-chemicals-bdh</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ISOTEMP Hot Plate</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-isotemp-hot-plate-stirrer-ambient-540-c-ceramic/p-9078002</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kapton Tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metaserv 2000 Grinder/Polisher</td>
			<td>Buehler</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitric Acid (68-70%)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>CAS:7697-37-2MW, BDH3130</td>
			<td>https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?catalog_number=BDH3130-2.5LP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PE-25 Serie Plasma System</td>
			<td>Plasma Etch</td>
			<td>PE-25</td>
			<td>https://www.plasmaetch.com/pe-25-plasma-cleaner.php</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PGMEA</td>
			<td>J.T. Baker</td>
			<td>CAS: 108-65-6</td>
			<td>https://us.vwr.com/store/product/4539301/2-methoxy-1-methylethyl-acetate-pgmea-99-0-by-gc-stabilized-bts-220-j-t-baker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PhenoCure Compression Mounting Compound</td>
			<td>Buehler</td>
			<td>20-3100-080</td>
			<td>https://shop.buehler.com/phenocure-blk-powder-5lbs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PI-88 Sample mount</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>5-2238-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PI-FIB STOCK</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>TI-0280</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SimpliMet 4000 Mounting Press</td>
			<td>Buehler</td>
			<td></td>
			<td>https://www.buehler.com/simpliMet-4000-mounting-press.php</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spin Coater</td>
			<td>Laurell Technologies Copr.</td>
			<td>WS-650MZ-23NPPB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 3025</td>
			<td>Kayaku Advanced Materials (MicroChem)</td>
			<td>Y311072 0500L1GL</td>
			<td>https://www.fishersci.com/shop/products/su-8-3025-500ml/nc0057282</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tescan VEGA 3 SEM</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thinky AR-1000 Conditioning Mixer</td>
			<td>Thinky</td>
			<td>AR-100</td>
			<td>https://www.thinkymixer.com/en-us/product/ar-100/</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

micromechanical tension testing of additively manufactured 17-4 ph stainless steel specimens

تقدم هذه الدراسة منهجية للتصنيع السريع واختبار الشد الدقيق للفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع بشكل إضافي (AM) 17-4PH من خلال الجمع بين التصوير الضوئي والحفر الرطب وطحن شعاع الأيونات المركز (FIB) والمسافات النانوية المعدلة. ويرد وصف الإجراءات التفصيلية لإعداد سطح العينة المناسبة، ووضع مقاومة الصور، وإعداد النقوش، وتسلسل FIB هنا للسماح لتصنيع عينات عالية الإنتاجية (السريعة) من أحجام الفولاذ المقاوم للصدأ AM 17-4PH السائبة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقديم إجراءات لتعديل طرف نانو بادئ للسماح باختبار الشد ويتم تصنيع عينة صغيرة تمثيلية واختبارها للفشل في التوتر. وكانت محاذاة الشد إلى العينة وإشراك العينة هما التحديان الرئيسيان لاختبار الشد الدقيق؛ ومع ذلك ، عن طريق الحد من أبعاد تلميح المسافة البادئة ، تم تحسين المحاذاة والمشاركة بين قبضة الشد والعينة. تشير نتائج المقياس الجزئي التمثيلي في اختبار الشد في الموقع SEM إلى كسر عينة طائرة زلة واحدة (نموذجية من فشل بلوري واحد في الدكتايل) ، تختلف عن سلوك الشد بعد الغلة على نطاق الكلي AM 17-4PH.

تم إعداد واختبار عينة من مادة من AM 17-4 PH عينة الفولاذ المقاوم للصدأ (تم اختبارها سابقا في التعب دورة منخفضة) باستخدام البروتوكول الموصوف، لفهم السلوك المادي الأساسي للمعادن AM (بغض النظر عن تأثير العيب الهيكلي). يمكن أن تحتوي أحجام العينات النموذجية المستخدمة في توصيف المواد على عيوب تصنيع /هيكلية موزعة تجعل التمييز بين السلوك المادي الفعلي وآثار التصنيع الهيكلي أمرا صعبا. بعد البروتوكول الموصوف في الأقسام 2 إلى 6 تم تلفيق عينة صغيرة واختبارها إلى الفشل في التوتر ، مما يدل بنجاح على التقنيات الموصوفة وإنتاج بيانات اختبار المواد على نطاقات خالية من تأثيرات العيب الحجمي. قبل الاختبار الميكانيكي الدقيق، تظهر أطياف حيود الأشعة السينية (XRD) من سطح الصلب المعد (انظر الشكل 13)، بنية حبوب مارتينية في الغالب كما هو متوقع من مادة كانت متوترة سابقا10.
ويبين الشكل 14 سلوك إزاحة الحمولة الناتج عن العينة الفولاذية الصغيرة AM 17-4PH، التي يبلغ أقصى قوة الشد لها 145 3 ميكرون عند إزاحة 418 نانومتر. من الملاحظات في الموقع SEM أثناء التحميل، حدث كسر العينة الدقيقة على طول طائرة زلة واحدة (نموذجية من فشل الكريستال واحد الدكتايل) ومختلفة عن السلوك نموذجي بعد الغلة تصلب سلالة لوحظ خلال اختبار التوتر المادي على نطاق الكلي من الفولاذ المقاوم للصدأ AM 17-4PH. الإطارات 4-6 من الشكل 14 تظهر الطائرة زلة فشل واحد خلال اختبار التوتر للعينة الصغيرة ملفقة.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig1v3.jpg"> الشكل 1: المواد السائبة التي أخذت منها العينة. تم قطع عينة المواد للاختبار الميكانيكية الدقيقة (~ 6 ملم في سمك) من قسم غيج من AM 17-4 PH عينة التعب. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig01large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig2v4.jpg"> الشكل 2: قسم المواد الذي به صفيف من المربعات (70 ميكرومتر × 70 ميكرومتر) منقوش باستخدام التصوير الضوئي. تسمح صفيفة المقاومة الضوئية 70 ميكرومتر × 70 ميكرومتر بالحفر الانتقائي لسطح الصلب لإزالة المواد السطحية السائبة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig02large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig03.jpg"> الشكل 3: صور SEM من سطح الصلب AM 17-4PH بعد النقش. تسمح مواقع الإغاثة العالية السطحية التي تم إنشاؤها بواسطة نمط واقية من الكواقع الضوئية بعد النقش بتلفيق عينات صغيرة فوق ارتفاع سطح العينة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig03large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig4v3.jpg"> الشكل 4: إعداد حامل العينة الذي يساعد على الاتصال المباشر للعينة بمجرد تصنيع عينة الشد الدقيق. يتم وضع عينة AM 17-4 PH المحفورة على كعب روتين جهاز المسافات النانوية قبل تركيبها على كعب روتين SEM 45 درجة (باستخدام شريط الكربون) للحد من التعامل مع العينة بعد تصنيع العينة الدقيقة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig04large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig05.jpg"> الشكل 5: رسم توضيحي لخطوة الطحن الأولى ل FIB مع المساحة التي سيتم إزالتها بواسطة FIB (يسار) والمواد المتبقية (يمين). تتم إزالة مواد الإغاثة السطحية العالية المتبقية بعد النقش باستخدام طحن FIB ، مما يترك حجم مستطيل من المواد. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig05large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig06.jpg"> الشكل 6: توضيح خطوة الطحن الثانية ل FIB. يتم تقليل حجم مستطيل من المواد باستخدام الطحن FIB، تقترب من التحمل البعد الخارجي العينة المطلوبة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig06large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig07.jpg"> الشكل 7: توضيح لخطوة الطحن الثالثة في بنك الاستثمار القومي. يتم صقل حجم المواد المتبقية باستخدام الطحن FIB للعينة المطلوبة التحمل البعد الخارجي. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig07large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig08.jpg"> الشكل 8: صورة SEM لعينة من الشد الصغير. باستخدام الطحن FIB، يتم تقليل الملف الشخصي لحجم المواد المتبقية لخلق هندسة العينة الصغيرة الشد النهائي. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig08large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig9v3.jpg"> الشكل 9: أبعاد عينة الشد الصغير. بين مناطق قبضة العينة، يقع بعد مقطعي مخفض قياس 1 ميكرومتر في 1 ميكرومتر في طول مقياس 4μm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig09large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig10.jpg"> الشكل 10: علامات المحاذاة التي يتم تنفيذها في التلميح للرجوع إليها. توفر فتحة الحافة شبه الدائرية وعلامة الفخ المحيط مصدرين لمحاذاة طرف المسافة البادئة قبل تصنيع قبضة الشد. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig10large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig11.jpg"> الشكل 11: خطوات تلفيق قبضة الشد المتتابعة. (أ) تشكيل ملف تعريف خارجي لقبضة الشد باستخدام طحن FIB. (ب) انخفاض في سمك قبضة الشد بعد دوران 90 درجة. (ج) تشكيل الملف الشخصي الداخلي قبضة الشد من التوجه الأصلي. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig11large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig12v4.jpg"> الشكل 12: قبضة وعينة محاذاة لإجراء اختبار الشد. يتم وضع قبضة الشد ملفقة حول عينة الشد الصغير بحيث حركة تصاعدية من قبضة الشد سوف تشارك مع العينة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig12large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 13" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig13.jpg"> الشكل 13: أطياف XRD للعينة المختبرة. يظهر هو العلاقة بين كثافة مبعثر الأشعة السينية وزاوية العينة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig13large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 14" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62433/62433fig14.jpg"> الشكل 14: منحنى الشد الإزاحة من AM 17-4 PH الصلب. (أعلى) تطور الإطار حسب الإطار من إزاحة العينة التطبيقية. (أسفل) سلوك العينة الناتج مقارنة الحمل المقاس (في μN من القوة) والتشريد التطبيقي (في نانومتر)، مما يدل على قوة المادة النهائية من 3145 ميكرون في تشريد تطبيقي من 418 نانومتر. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62433/62433fig14large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>عملية</td>
			<td>التفاصيل</td>
			<td>الوقت (ق)</td>
		</tr>
<tr>
<td>تسريع</td>
			<td>من 0 إلى 500 دورة في الدقيقة عند 100 دورة في الدقيقة/الثانية</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>ردن</td>
			<td>500 دورة في الدقيقة</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>تسريع</td>
			<td>من 500 دورة في الدقيقة إلى 3000 دورة في الدقيقة بمعدل 500 دورة في الدقيقة</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>ردن</td>
			<td>3000 دورة في الدقيقة</td>
			<td>25</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 1: المعلمات المستخدمة في الطلاء الدوراني. خطوات العملية التي يجب تنفيذها على التوالي.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>فيكل3 (wt٪)</td>
			<td>HCl (wt٪)</td>
			<td>HNO3 (wt٪)</td>
		</tr>
<tr>
<td>10</td>
			<td>10</td>
			<td>5</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 2: التركيب الكيميائي للنقوش المستخدمة ل AM 17-4PH الفولاذ المقاوم للصدأ9. يتم سرد جميع الكميات الكيميائية الحل كنسبة مئوية حسب الوزن.

Watch this Scientific Journal Video about Micromechanical Tension Testing of Additively Manufactured 17-4 PH Stainless Steel Specimens at JoVE.com

Micromechanical Tension Testing of Additively Manufactured 17-4 PH Stainless Steel Specimens

هنا هو إجراء لقياس الخصائص الأساسية للمواد من خلال اختبار التوتر الميكروميكاني. وصف هي أساليب لتصنيع عينات الشد الدقيق (السماح بسرعة تصنيع العينات الدقيقة من أحجام المواد السائبة من خلال الجمع بين التصوير الضوئي، النقش الكيميائي، وتركيز طحن شعاع الأيونات)، وتعديل طرف المسافة البادئة، واختبار التوتر الميكروميكاني (بما في ذلك مثال).

اختبار التوتر الميكروميكاني من المضافة المصنعة 17-4 PH عينات الفولاذ المقاوم للصدأ

This study presents a methodology for the rapid fabrication and micro-tensile testing of additively manufactured (AM) 17-4PH stainless steels by combining ...

ويساعد البروتوكول المقدم على تقليل الوقت اللازم لتصنيع واختبار عينات المواد الصغيرة الحجم، ويوفر إرشادات واضحة للاختبار الميكانيكي الدقيق للمواد المعدنية، وهو ما ينطبق على العديد من المجالات الهندسية. تسمح هذه التقنية بتطبيق الإنتاجية العالية واختبار مجموعات المواد الصغيرة. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال إنشاء تيار صغير عبر التصوير الضوئي ، يتم تقليل إعادة وضع المواد وتحسين القدرة على المناورة قبضة الشد الدقيق حول العينة.على الرغم من أن هذه الطريقة طبقت على الصلب منهجية مماثلة يمكن استخدامها لمواد أخرى، مثل السيليكون لتحسين تصاميم النظم الكهروميكانية الدقيقة أو MEMs. الحفر الرطب ومحاذاة عينة قبضة هي خطوات صعبة. فمن المستحسن لأداء النقش الرطب مع عينة دافئة.لتحسين المحاذاة، استخدم المجهر الذي يعمل بعيدا أو ركز للتحقق من أن العينة تعمل. تبدأ بقطع جزء من ستة ملليمترات من منطقة الاهتمام مع منشار تقطيع بطيء أو منشار الفرقة. باستخدام مصقول نصف آلي.ابدأ بتلميع العينة باستخدام ورق جلخ 400 حصى من خلال الحفاظ على سطح مستو. ثم الانتقال تدريجيا إلى جزيئات الماس ميكرومتر واحد بالتناوب اتجاه تلميع من قبل 90 درجة، بعد كل مستوى حصى. ثم استخدم سرعة بطيئة منشار لمحاذاة المواد وقطعها إلى قسم رقيقة 0.5 إلى ملليمتر واحد.ضع العينة على مبرمج الدوران مع الجانب المصقول واستخدم الهواء المضغوط لإزالة أي غبار أو جسيم على السطح ، وتطبيق مقاومة الصور على العينة وتشغيل مبرمج الدوران. بعد ترميز تسخين العينة على لوحة ساخنة في 65 درجة مئوية لمدة خمس دقائق. وبعد ذلك في 95 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.عندما تبرد العينة لدرجة حرارة الغرفة، استخدم قناع صور مع مجموعة من المربعات قياس 70 ميكرومتر على كل جانب. لكشف العينة لمدة 10 إلى 15 ثانية، عند كثافة طاقة تبلغ 75 ميلي جول سنتيمتر مربع. سخني العينة على الطبق الساخن كما سبق إثباتها وبردها إلى درجة حرارة الغرفة.ثم غمر العينة في البروبيلين جليكو أحادي ميثيل الأثير، خلات أو PG MEA مع نمط تواجه وتهيج لمدة 10 دقائق. داخل غطاء الدخان، سخني العينة في كوب على طبق ساخن عند 65 إلى 70 درجة مئوية لمدة خمس دقائق. إضافة بضع قطرات من المحتضر المعدة لتغطية تماما سطح النمط.بعد خمس دقائق، قم بإزالة العينة من الكأس وتحييد المحتضر بالماء. بعد الحفر الرطب ، قم بإجراء الطحن الأولي على العينة باستخدام أقصى قدر من الطاقة لإزالة أي مواد كبيرة غير مرغوب فيها من المنصة ، ثم قم بالتبديل إلى طاقة أقل لصنع مستطيل ذي أبعاد أكبر قليلا من اللازم لهندسة العينة النهائية. مزيد من تقليل الطاقة وجعل التخفيضات المقطع العرضي التي هي أقرب إلى أبعاد عينة الشد الدقيق النهائي.تدوير العينة 180 درجة وتنفيذ الطحن النهائي باستخدام قوة منخفضة لخلق هندسة العينة المطلوبة. جبل عينة ونصيحة على جهاز السند نانو. قم بتثبيت آلة المسافة البادئة النانوية في SEM باتباع توصيات الشركة المصنعة لتجنب إمالة الجهاز الهامة.تنفيذ بروتوكول تحميل الشد المطلوب المستند إلى الإزاحة في الهواء، بعيدا عن العينة لمنع حدوث حدث غير متوقع أثناء اختبار الشد. ثم تحرك ببطء طرف السند إلى سطح العينة. نقل ومحاذاة قبضة الشد مع عينة الاختبار وإجراء اختبار الشد.في التحليل التمثيلي أظهرت الأشعة السينية إلى طيف الكسر من سطح الصلب المعد بنية الحبوب مارتينيسيك في الغالب كما هو متوقع من مادة متوترة سابقا. وكان تحليل سلوك الإزاحة الحمل من الصغرى الشد AM 17 أربعة عينة من الفولاذ درجة الحموضة، وقوة الشد القصوى من 3، 145 نيوتن الصغيرة في تشريد 418 نانومتر. وأظهرت زيادة أخرى في التشريد الطائرة زلة فشل واحد خلال اختبار التوتر للعينة الصغيرة ملفقة، والذي يتوافق مع كسر العينة الدقيقة من الملاحظات SEM في الموقع.في الموقع اختبار المواد الميكانيكية الدقيقة يسمح الملاحظات البصرية من تشوه العينة أثناء التحميل ويساعد على فهم سلوك المواد المعقدة والأداء المادي المقاسة اللاحقة. أهم عامل أن نتذكر أثناء محاولة هذا الإجراء هو ما قبل الحرب العينة قبل النقش الرطب. أداء وتهدف الانتباه للتحقق من بروتوكول التحميل وضمان المشاركة عينة السليم مع قبضة قبل لاختبار الاستنسل.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Torsion

SCIENTISTS IN ACTION

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

تلفيق من VB<sub&gt; 2</sub&gt; / الخلايا الكهروكيميائية الهواء للاختبار

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

تصنيع واختبار ميكروفلويديك الميكانيكية المذبذبات

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores

التوسع الميكانيكي للأنابيب الصلب كحل للراشح Wellbores

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe ...

The Evolution of Silica Nanoparticle-polyester Coatings on Surfaces Exposed to Sunlight

تطور السيليكا طلاءات الجسيمات النانوية البوليستر على السطوح المعرضة لأشعة الشمس

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

توطين العيوب تحت السطح عن طريق التدفئة المنظمة باستخدام الليزر الحرارية الحرارية المتوقعة

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

طريقة جديدة ل<em&gt; في الموقع</em&gt; الكهروميكانيكية توصيف عينات النانو

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

سلوك المضادة الالتصاق التحضير وارتفاع درجة الحرارة على سطح زلق في الفولاذ المقاوم للصدأ

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

إعداد محاذاة الألياف الصلب عزز مركب إسمنتي وسلوكها العاطفة

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the ...

Ultrasonic Fatigue Testing in the Tension-Compression Mode

الموجات فوق الصوتية التعب الاختبار في وضع ضغط التوتر

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on ...

Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars

تحليل تطبيق أساليب التقييم لمعلمات المورفولوجية لقضبان الصلب المتآكلة

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly ...