Ο αντίκτυπος Nano μονάδα ελέγχου είναι μια πρόσφατη προσθήκη στη CSM Μέσα Nano Σκληρότητα Tester και έχει αναπτυχθεί για τη μελέτη της απόκρισης των επιπτώσεων των υλικών σε πολύ χαμηλά φορτία. Η αρχή είναι απλή: ένα βήμα ταλάντωση φορτίο εφαρμόζεται σε ένα προκαθορισμένο σημείο κατά τη διάρκεια μιας παύσης στην εσοχή φορτίου ξεφορτώσουν κύκλο. Η άκρη indenter μπορεί επομένως να χρησιμοποιηθεί για να επηρεάσει την επιφάνεια του δείγματος με ελεγχόμενο τρόπο και την ταχύτητα των επιπτώσεων μπορεί να ορίζεται με ακρίβεια. Λεπτών υμενίων και επικαλύψεων Λεπτή επίστρωση που υποβάλλονται σε επαναλαμβανόμενες τάσεις μπορεί συχνά να αποτύχει νωρίτερα από ό, τι όταν μόνο υποβάλλονται σε Μονοποδηλάτης στρες. Πολλοί λεπτό ζήτηση ταινία εφαρμογές που η επίστρωση να είναι σε θέση να αντέξει πολλές επιπτώσεις κατά τη διάρκεια ζωής της συσκευής, αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία σε κρίσιμες εφαρμογές, όπως ημιαγωγών μικρο-διακόπτες και τις συσκευές MEMS. Επαναλαμβανόμενες τονίζει αντίκτυπο σε ένα λεπτό φιλμ θα οδηγήσει σε κόπωση του υλικού καθώς και οι σημαντικές ρωγμές και αποκόλληση. Σιλίκωση Νιτρίδιο Το υλικό που δοκιμάζεται εδώ είναι ένα νιτριδίων πυριτίου (SIN) επίστρωση σε ένα ανοξείδωτο χάλυβα υπόστρωμα το οποίο δεν εμφανίζει υπολειμματική αποτύπωμα μετά από ένα συνηθισμένο ημιστατικές εσοχή σε εφαρμογή μέγιστο φορτίο των 5 MN χρησιμοποιώντας ένα Berkovich indenter. Ωστόσο, εάν ένα βήμα ταλάντωση φορτίο, προστίθεται κατά τη διάρκεια μιας παύσης για το μέγιστο φορτίο, η επένδυση μπορεί να είναι κουρασμένοι, οδηγώντας σε σημαντικές ρωγμές, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Σε αυτό το παράδειγμα, οι επιπτώσεις έχουν παραχθεί με την προσθήκη ενός σταδίου φόρτισης ταλάντωση της τάξεως του 11,7 εκ. κατά την περίοδο της παύσης με το μέγιστο φορτίο των 5 MN. Αρκετές ανεξάρτητες δοκιμές έγιναν με αύξηση του αριθμού των επιπτώσεων (1, 3, 5, 7, 10, 15, 20, και 30 κύκλοι). Η υπολειμματική αποτύπωμα ήταν απεικονίστηκαν μετά από κάθε δοκιμή, προκειμένου να συσχετιστούν το μήκος των ρωγμών που προέρχονται από κάθε γωνιά της την εντύπωση Berkovich με τον αριθμό των επιπτώσεων που εκτελούνται. Από το φορτίο και το μέγεθος ρωγμή εσοχή, η αντοχή σε θραύση (Kc) μπορεί να υπολογιστεί.  Σχήμα 1. Οπτική micrographs του αποτυπώματα σε ένα επίχρισμα SiN που δείχνει το αυξανόμενο μήκος ρωγμής ως συνάρτηση του αριθμού των επιπτώσεων. Η τεχνική εσοχή όργανα που χρησιμοποιούνται από το Nano οικόπεδα Tester Σκληρότητα το βάθος διείσδυσης της indenter ως συνάρτηση του εφαρμοζόμενου φορτίου καθ 'όλη τη φόρτωση και την εκφόρτωση τμήματα της δοκιμής. Εικ.. 2 δείχνει το φορτίο και το βάθος διείσδυσης συναρτήσει του χρόνου για 7 επιπτώσεις σε κατ 'ανώτατο όριο σε παύση φορτίο των 5 MN. Η αύξηση του βάθους διείσδυσης και με κάθε μεταγενέστερο αντίκτυπος είναι σαφώς ορατά. Η εφαρμοζόμενη ίχνος φορτίο (διακεκομμένη γραμμή), επιβεβαιώνει ότι το φορτίο των επιπτώσεων διατηρήθηκε σταθερή στο 11,7 mN πάνω από κάθε κύκλο.  Εικόνα 2. Load και το βάθος διείσδυσης συναρτήσει του χρόνου για μια δοκιμή εσοχές με 7 επιπτώσεις. Εικ.. 3 συνοψίζει το μεσαίο μήκος ρωγμή (όπως μετράται από το οπτικό μικροσκόπιο) χαράσσεται ως συνάρτηση του αριθμού των επιπτώσεων. Μπορεί κανείς να δει ότι το βάθος διείσδυσης αυξάνεται δραματικά κατά τις πρώτες επιπτώσεις (από 625nm σε 5mn να 1115nm μετά την πρώτη επίπτωση).  Σχήμα 3. Μήκος των ρωγμών και το βάθος διείσδυσης σε σχέση με τον αριθμό των επιπτώσεων Μεταγενέστερες μικροσκοπική παρατήρηση δείχνει το υπολειπόμενο αποτύπωμα του άκρου Berkovich στο υλικό, αλλά τα μήκη ρωγμή φαίνεται πολύ μικρή σε αυτό το στάδιο στο πείραμα. Περαιτέρω επιπτώσεις στη συνέχεια να προκαλέσει η ρωγμή προσπάθειες για να αυξηθεί σημαντικά, ενώ η αντίστοιχη αύξηση βάθος διείσδυσης είναι λιγότερο σημαντική. Τέλος, όταν η Berkovich άκρη φτάνει το υπόστρωμα (μετά από 20 κρούσεις σε αυτό το παράδειγμα), το μήκος των ρωγμών και το βάθος διείσδυσης οι δύο φαίνεται να φτάσουν σε μια σταθερή η οποία είναι σχετικά επίπεδη. |