DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
| ŠUMARSKI LIST 9-10/2006 str. 32 <-- 32 --> PDF |
I. Grbac, R. Ojurović: PRIMJENA NANOTEHNOLOGIJE U INDUSTRIJAMA BAZIRANIM NA . Šumarski list br. 9–10, CXXX (2006), 411-420 Iako se drvo već tisućama godina koristi kao konstrukcijski materijal, njegova kemijska složenost i hijerarhijska arhitektura sprječavale su znanstvenike u razumijevanju i kontroli uporabnih svojstva drva. Postignut je značajan napredak u razumijevanju mehaničkih svojstava punogČmasivnog drva, izoliranih vlakana te celuloznih fibrila. Međutim, potrebito je provesti još mnoga istraživanja u području svojstava staničnih stijenki, interakcija medu razinama staničnih stijenki te svojstava i interakcija u nanostupanjskim domenama (celuloza, hemiceluloza i lignin). 4.2. Tehnike nanoindentacije Mehanička svojstva materijala uobičajeno se određuju uporabom tehnika indentacije zbog jednostavnosti i brzine izvođenja testova. Osnovna pretpostavka svih testova indentacije je utiskivanje tvrdog materijala određenog oblika (zubac za urezivanje = indentor) u površinu mekšeg materijala (podloge) dovoljnom silom za postizanje deformacije istoga (Slika 2). Svojstva koja se mjere indentacijom opisuju deformaciju volumena materijala ispod indentora (volumen interakcije). Deformacija se može izraziti u nekoliko načina: elastičnost, visoka elastičnost, plastičnost, puzanje i lom. Ti načini deformacije opisani su sljedećim svojstvima: modul elastičnosti, modul relaksacije, tvrdoća, brzina puzanja i čvrstoća loma. Određivanje tih svojstava omogućuje postupak opisa reakcije materijala na uvjete opterećenja, što pomaže u predviđanju uporabnih svojstava materijala. Elastična deformacija je privremena deformacija do koje se dolazi trenutno nakon primjene ili oslobađanja Tehnološki napredak u području instrumentacije pomaže nam popuniti nepoznanice. Mikroskop atomske sile (AFM)3 naširoko se koristi u istraživanju topografije površine i nekih svojstava površine (npr. kemija i reaktivnost). Međutim, samo nam postupak nanoindentacije omogućuje mjerenje mehaničkih svojstava. U sljedećim sekcijama opisane su tehnike nanoindentacije, kako se mogu primijeniti na drvo i što od njih možemo naučiti. Nanoindentation Techniques opterećenja, a opisuje se modulom elastičnosti. Visoko- elastična deformacija je privremena deformacija ovisna o vremenu, a opisuje se modulom relaksacije. Plastična deformacija je trajna deformacija, gdje tvrdoća opisuje otpornost materijala na trajnu deformaciju. Puzanje je trajna deformacija ovisna o vremenu, a opisuje se brzinom puzanja. Do loma dolazi kada se materijal više ne može deformirati niti jednim drugim mehanizmom te se lomi iznutra kako bi oslobodio primijenjeno opterećenje. Čvrstoća loma opisuje kritično stanje u kojem nastaje lom. U primjeru indentacije prikazane na Slici 2b, podloga ima dovoljnu deformabilnost za prilagodbu obliku indentora (tj. bez loma), a ukupna deformacija istiskivanja ima obilježja i elastične i plastične deformacije. Nakon uklanjanja opterećenja (Slika 2c) elastična deformacija se vraća u prijašnje stanje, a trajna deformacija ostaje. Ako je materijal visoko elastičan, tada će se konačna deformacija istis- Slika 2. Slijed postupka indentacije: a) indentor dolazi u kontakt s površinom uzorka; b) urezuje se u površinu uzorka; i c) povlači se s površine, ostavljajući trajni urez. Figure 2 The sequence of indentation: a) indenter tip makes contact witd sample surface; b) is pressed into the sample surface and c) is retracted from the surface, leaving a permanent indent 3 Mikroskop atomske sile (AFM), naprava namijenjena promatranju površina, ne nužno vodljivih. Ovo je glavna prednost AFM-a prema skenirajućem tunelirajućem mikroskopu koji se može primijeniti za promatranje isključivo vodljivih materijala i njihovih površina. kivanja (hf) nastaviti smanjivati još neko vrijeme nakon uklanjanja opterećenja. Ako je materijal podložan puzanju, tada će hf ovisiti o primijenjenom profilu opterećenje/ vrijeme, poput brzine opterećenja i segmentima zadržavanja. |