Ocena wpływu warunków badania na parametry mechaniczne miedzi wyznaczone w procesie indentacji

• Autorzy: Makuch Anna , Grygiel Dariusz , Szczeblewski Michał , Korzeniewski Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.1494

Warianty tytułu

EN

Evaluation of the impact of test conditions on the mechanical parameters of copper determined in the indentation process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy była ocena zjawisk na poziomie mikrostrukturalnym w procesie odkształcania popularnego w zastosowaniach medycznych materiału jakim jest miedź, a w szczególności zbadanie wpływu parametrów indentacji tj. prędkości odkształcenia, czasu przetrzymania i siły obciążania/odciążania na jej właściwości mechaniczne. Szczególną uwagę zwrócono na zależności między strukturą materiału, charakterem odkształcenia i właściwościami mechanicznymi. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że największy wpływ na parametry określone w procesie indentacji spośród badanych zmiennych ma siła, z jaką wgłębnik zagłębia się w materiał. Najwyższą twardość odnotowano przy sile 500 mN i prędkości 5000 mN/min. Również na wielkość energii odkształcenia niesprężystego największy wpływ ma siła obciążenia/odciążenia – jej wzrost o 50% powoduje dwukrotny wzrost pracy odkształcenia niesprężystego.

EN

The aim of the paper was to evaluate phenomena at the microstructural level in the deformation process of copper – a material popular in medical applications, and in particular to investigate the influence of indentation parameters, i.e. strain rate, holding time and loading / unloading force on its mechanical properties. Particular attention was paid to the relationships between the structure of the material, the nature of the deformation and the mechanical properties. As a result of the conducted tests, it was found that from the tested variables the force with which the indenter sinks into the material has the greatest influence on the parameters determined in the indentation process. The highest hardness was recorded at the force of 500 mN and the strain rate of 5000 mN/min. Also, in the inelastic, the loading/unloading force plays has the most important role greatest influence on the amount of inelastic and total work – its increase by 50% causes the twofold increase in the value of the inelastic deformation work.

Słowa kluczowe

PL

miedź; indentacja; twardość; elastyczność; energia odkształcenia

EN

copper; indentation; hardness; elasticity; deformation work

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 1
• Strony: 54--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Makuch Anna

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej

autor

Grygiel Dariusz

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej

autor

Szczeblewski Michał

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej

autor

Korzeniewski Wojciech

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej

Bibliografia

• 1. Alonso de la Peňa V., Darriba I., Caserio Valea M., Santana-Mora U.: Use of a Copper Band to Make Resin Cores in Endodontically Treated Teeth Lacking Coronal Structure. „Operative Dentistry" 2015, vol. 40, issue 5, p. 458–461.
• 2. Borkow G., Gabbay J.: Copper, an ancient remedy returning to fight microbial, fungal and viral infections. „Current Chemical Biology” 2009, vol. 3, p. 272–278.
• 3. Kierzkowska A.K.: Właściwości i zastosowanie miedzi przeciwdrobnoustrojowej
 w zapobieganiu zakażeniom szpitalnym w placówkach medycznych. „Med. Doświad. Mikrobiol." 2018, vol. 70, s. 83–90.
• 4. Dobrzański L. A.: Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach. "WNT" Warszawa 1996.
• 5. Schuh C.A.: Nanoindentation studies of materials. „Materials Today" 2006, 9(5), p. 32–40.
• 6. Cheng Y.T., Cheng C.M.: Relationships between hardness, elastic modulus, and the work of indentation. „Applied Physics Letters" 1998, vol. 73, issue 5, p. 614–616.
• 7. Sneddon I.N.: The relation between load and penetration in the axisymmetric Boussinesq problem for a punch of arbitrary profile. „International Journal of Engineering Science" 1965, vol. 3, issue 1, p. 47–57.
• 8. Oyen M.L., Cook R.F.: A practical guide for analysis of nanoindentation data. „Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials" 2009, vol. 2, p. 396–407.
• 9. Pokorska I., Skalski K., Makuch A., Pawlikowski M.: Measurement of mechanical properties of bone tissue on microstructural level by using DSI (Depth Sensing Indentation) method. „Inżynieria Powierzchni" 2015, vol. 1, p. 68–80.
• 10. Makuch A., Grygiel D.: Analysis of the possibility of assessing the ability to strengthen of the selected materials in the study of indentation. „Inżynieria Powierzchni" 2016, vol. 3, p. 39–45.
• 11. Oliver W.C., Pharr G.M.: Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology. „Journal of Materials Research" 2004, vol. 19, issue 1, p. 3–20.
• 12. PN-EN ISO 14577-1: Metale – Instrumentalna próba wciskania wgłębnika do określania twardości i innych własności materiałów – Część 1: Metoda badania, PKN, 2005.
• 13. Pokorska I.: Wpływ szybkości obciążania na twardość wyznaczaną metodą DSI dla aluminium, miedzi i ich stopów. „Inżynieria Powierzchni" 2013, vol. 4, s. 66–71.
• 14. https://www.copper.org/resources/properties/microstructure/grain_size.html [dostęp: 13.01.2018].
• 15. Obuchowicz Z., Baranowski M., Babul T., Sobczak N.: Kompozyty Cu-Grafen 3D IMP. „Inżynieria Powierzchni” 2015, vol. 2, s. 10–14.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).