Наноіндентування, його метод, порівняння методів ідентірованія

Наноіндентування, його метод, порівняння методів ідентірованія

Наноіндентування інакше індентування (англ. Nanoindentation) - випробування матеріалу методом індентування (вдавлення в поверхню зразка спеціального інструменту - індентора), що застосовується до нанооб'емам матеріалу (тонкі плівки і покриття, мікро- і нанострукрури).

Індентування проводиться вдавленням в досліджуваний зразок індентора, що володіє відомими механічними властивостями - формою, модулем пружності і т. Д. З заданим зусиллям. Далі або досліджується форма і розмір плями контакту, або будується крива залежності положення індентора від навантаження. У першому випадку потрібно більш просте устаткування, у другому вдається отримати більше інформації про матеріал. При переході до наномасштабі для вивчення плями контакту потрібно атомний силовий мікроскоп або скануючий електронний мікроскоп, тому наноіндентування практично завжди проводиться зі зняттям кривої навантаження / впровадження.

метод наноіндентування

Наноіндентування, його метод, порівняння методів ідентірованія
Індентування з метою вимірювання твердості зразка зазвичай проводиться одним з стандартизованих способів і за допомогою стандартизованих індентора. Найбільш аспространеннимі методами визначення твердості матеріалів є тест Вікерса, тест Бринелля, тест Роквелла.

Для визначення модуля пружності методом індентування потрібно побудувати діаграму навантаження / впровадження. Нахил цієї діаграми при розвантаженні, т. Е. Зниження діючої сили до нуля, визначається модулем пружності матеріалу. Однак у зв'язку з ростом впливу поверхневих ефектів в наномасштабі повністю врахувати вплив пластичної зони біля кінчика индентора і сил адгезії на поточний момент неможливо.

Визначення пластичних і реологічних властивостей матеріалу при індентування вимагає не тільки фіксації кривої навантаження / впровадження, але і вимірювання залежності цих параметрів від часу.

борудованія для наноіндентування вимагає високої точності виготовлення і налаштування. Проведення випробувань на увазі повну ізоляцію матеріалів, так як найменші температурні і атмосферні флуктуації здатні сильно спотворити результати.

Таблиця. Порівняння різних методів дослідження твердості і пружності.