Il modulo di Impatto Nano test è una recente aggiunta al CSM Instruments Nano Durometro ed è stato sviluppato per studiare la risposta dei materiali a impatto ultra bassi carichi. Il principio è semplice: un passo oscillazione del carico è applicato in un punto predefinito durante una pausa il rientro di carico-scarico del ciclo. La punta penetratore può quindi essere utilizzato per l'impatto sulla superficie del campione in modo controllato e la velocità di impatto può essere accuratamente definito. Film sottili e rivestimenti Rivestimenti sottili che sono sottoposte a stress ripetuti possono spesso non prima di quando solo sottoposti ad una sollecitazione monociclo. Molti film sottile applicazioni richiedono che il rivestimento in grado di resistere agli urti molti per tutta la durata del dispositivo, questo essere di particolare importanza in applicazioni critiche come quelle dei semiconduttori micro-switch e dispositivi MEMS. Sottolinea l'impatto ripetuto in una sottile pellicola porterà alla fatica del materiale così come crepe significative e delaminazione. Rivestimento in nitruro di silicio Il materiale testato: ecco un nitruro di silicio (SiN) rivestimento su un substrato di acciaio inossidabile, che non presenta impronta residua dopo una serie quasi-statico indentazione per un carico massimo applicato su 5 mN usando un penetratore Berkovich. Tuttavia, se un passo oscillazione del carico è aggiunto durante una pausa a carico massimo, il rivestimento può essere affaticati, portando a fessurazioni significative come mostrato in Fig. 1. In questo esempio, gli impatti sono stati prodotti con l'aggiunta di una fase di oscillazione del carico di 11,7 mN durante la pausa con carico massimo di 5 mN. Diversi test indipendenti sono stati effettuati con un numero crescente di impatti (1, 3, 5, 7, 10, 15, 20 e 30 cicli). L'impronta residuo è stato ripreso dopo ogni prova al fine di correlare la lunghezza delle fessure provenienti da ogni angolo del impressione Berkovich al numero di impatti eseguite. Dal carico applicato e la dimensione crepa rientro, la resistenza alla frattura (Kc) può essere calcolato.  Figura 1. Microscopio ottico di impronte in un rivestimento SiN mostra la lunghezza della cricca crescente in funzione del numero di impatti. La tecnica di indentazione strumentata utilizzato dal complotti Durometro Nano la profondità di penetrazione del penetratore in funzione del carico applicato su tutta la porzione di carico e scarico del test. Fig. 2 mostra il carico e la profondità di penetrazione tracciati in funzione del tempo per 7 impatti a un massimo pausa carico di 5 mn. L'aumento della profondità di penetrazione con ogni conseguente impatto è chiaramente visibile. La traccia carico applicato (linea tratteggiata) conferma che il carico viene colpito è stata mantenuta costante a 11,7 milioni oltre ogni ciclo.  Figura 2. Carico e profondità di penetrazione in funzione del tempo per un test di indentazione con 7 impatti. Fig. 3 riassume le lunghezze crepa mediana (misurata in microscopia ottica) tracciati in funzione del numero di impatti. Si può vedere che la profondità di penetrazione aumenta notevolmente durante il primo impatto (da 625nm a 1115nm per 5 minuti dopo il primo impatto).  Figura 3. Crack lunghezza e profondità di penetrazione rispetto al numero di impatti Successiva osservazione al microscopio mostra l'impronta residua della punta Berkovich nel materiale, ma le lunghezze crepa sembrano molto piccoli in questa fase l'esperimento. Ulteriori impatti quindi costringere il lunghezze di fessura per aumentare in modo significativo, mentre il corrispondente aumento di profondità di penetrazione è meno significativa. Infine, quando la punta Berkovich raggiunge il substrato (dopo 20 urti, in questo esempio), la lunghezza del crack e profondità di penetrazione entrambi sembrano raggiungere un plateau che è relativamente piatta. |