ナノインパクトのテストモジュールは、に最近追加さCSMインスツルメンツナノ硬さ試験機と超低負荷時の材料の衝撃応答を研究するために開発されました。 原理は簡単です：負荷の発振のステップは、インデントのロードアンロードサイクルで一時停止中に、事前定義された時点で適用されます。圧子の先端は、したがって、制御された方法で試料表面に影響を与えるために使用することができ、インパクトのスピードを正確に定義することができます。 薄膜とコーティング 反復的なストレスにさらされている薄いコーティングは、しばしばのみ一輪車ストレスにさらされたときよりも早く失敗する可能性があります。多くの薄膜のアプリケーションでは、このような半導体マイクロスイッチやMEMSデバイスなどのクリティカルなアプリケーションにおいて特に重要であること、コーティングは、デバイスの存続期間中に多くの影響に耐えることができることが求められています。薄膜の繰返し衝撃応力が材料の疲労だけでなく、重大な亀裂につながると層間剥離になります。 窒化ケイ素コーティング 材料はここでテストさBerkovich圧子を用いて5 MNの最大負荷荷重に対する標準的な準静的な字下げの後に残存痕跡を示さないステンレス鋼基板上に窒化シリコン（SiN）コーティングです。しかし、負荷の発振ステップは最大負荷時の一時停止中に追加された場合、コーティングは、図1に示すように、かなりの割れにつながる、疲労することができます。 この例では、影響は5 MNの最大負荷で一時停止中に11.7 MNの負荷発振ステップを追加することによって生産されている。いくつかの独立したテストは、影響の数の増加（1、3、5、7、10、15、20、および30サイクル）で行った。残留インプリントはBerkovichの印象の各コーナーから実行される影響の数に発せられる亀裂の長さを関連づけるために、各テストの後に画像化した。負荷荷重と押込みクラックの大きさから、破壊靱性（KC）を計算することができます。  図1。 インパクトの数の関数として増加する亀裂の長さを示すのSiNコーティングにおけるインプリントの光学顕微鏡写真。 ナノ硬さ試験機のプロット全体にわたって適用される負荷の関数としての圧子の侵入深さは、ロードとテストの一部をアンロードで使用される、インストルメントインデントのテクニック。図。 2は、負荷と浸透深さは最大で7の影響のための時間の関数として5 MNの負荷を一時停止してプロットしたもの。後続の各影響と侵入深さの増加がはっきりと見える。負荷荷重のトレース（点線）が適用される衝撃荷重が各サイクル11.7表面張力で安定に維持されていることを確認します。  図2 7 に与える影響とインデントのテストの負荷と浸透深さ対時間。 図。図3は、中央値亀裂の長さ（のような光学顕微鏡によって測定される）影響の数の関数としてプロットをまとめたものです。一つは、浸透深さは、最初のインパクト（5mNで、625nmから1115nmの最初の衝撃の後）の間に劇的に増加することがわかります。  図3。 クラック長さと浸透深さに対する影響の数 その後の顕微鏡観察では、材料のBerkovichの先端の残留痕跡を示していますが、亀裂の長さは、実験では、この段階では非常に小さく見える。さらなる影響は、対応する侵入深さの増加はあまり重要であるのに対し、亀裂の長さが、大幅に増加させる。最後に、Berkovich先端が基板（この例では20インパクトの後）、亀裂の長さと浸透の深さに達すると、両方のは、比較的平坦なプラトーに達するように見える。 |