Test Nanoindentation avec le NanoTest Vantage

Par rédacteurs AZoNano

Table des matières

Présentation

Le NanoTest Vantage système combine un certain nombre de méthodes d'essai nanomécaniques en un seul instrument. Il offre une stabilité excellent instrument sur une plage de charge de large. Il peut fonctionner à des températures jusqu'à 750 ° C, ce qui signifie qu'il peut être plus en plus utilisé pour caractériser les matériaux à haute température et des performances et des composants tels que l'avionique et les cellules à travers l'industrie aérospatiale. Le NanoTest Vantage est entièrement conforme à toutes les normes pertinentes nanoindentation internationaux, notamment ISO14577 et ASTM E2546-07.

Principe de fonctionnement d'Vantage NanoTest

Le NanoTest Vantage à partir de matériaux Micro utilise l'application de la force électromagnétique et la mesure de la profondeur capacitif pour mesurer les caractéristiques élastiques et plastiques des matériaux à l'échelle nanométrique.

Cartographie dureté et le module

Il est bon de voir la distribution du module et de la dureté dans une zone plus large au lieu de se concentrer sur des sites particuliers. En suivant cette méthode, il est possible de mettre en évidence les zones de non-uniformité en raison des anomalies structurelles, des variations de traitement de surface ou de changements dans les propriétés au niveau des articulations et des frontières. La stabilité de la NanoTest Vantage assure une reproductibilité des résultats supérieurs pendant toute la durée de la période d'essai. La figure 1 montre tirets spécifiquement ciblées en fonte grise.

Figure 1. Tirets précisément ciblés en fonte grise

La figure 2 montre un 15 x 25 tiret array (1 um de hauteur) la cartographie de la distribution de la dureté et la raideur de phases intermétalliques dans une obligation de soudure.

Figure 2. 15 x 25 tiret array (1 um de hauteur) la cartographie de la distribution de la dureté et la raideur de phases intermétalliques dans une obligation de soudure

Charge de profils en profondeur / partielle Décharger Technique

Traditionnellement indentation a été réalisée à une profondeur dans le matériau. L'enquête de la façon dont la dureté et le module varie de la surface d'aller plus loin dans l'échantillon est un domaine de grand intérêt. La «charge / décharge partielle" technique inclus dans le NanoTest logiciel permet le vélo de charge qui permet de mesurer la dureté et le module d'être faite à différentes profondeurs dans l'échantillon dans un seul tiret cycle.

La figure 3 montre le profilage rapide de la dureté et le module élastique comme elle varie avec la profondeur sur un film de carbone amorphe dur sur un substrat souple.

Figure 3. Profilage rapide de la dureté en fonction de la profondeur pour un revêtement en carbone amorphe dur sur un substrat souple.

La figure 4 montre le point d'inflexion (a) dans le creux multi-cycle marque la transition à un substrat dominé par un support de charge. Un coude significatif est visible sur la courbe de déchargement (b) qui se rapporte à une transformation de phase.

Figure 4. Charge profil de profondeur par rapport montrant point d'inflexion où la transition à partir des propriétés de revêtement pour substrat dominé.

Creep indentation

En plus de fournir des mesures fiables du module et de la dureté, la stabilité du système supérieure permet des tests plus longue durée telles que les expériences de fluage d'indentation. Ils peuvent être utilisés pour extraire les propriétés de manière fiable, comme l'exposant de stress ou de la conformité de fluage et, en combinaison avec le module à haute température, l'énergie d'activation pour les processus de fluage.

La figure 5 montre un excellent accord entre les données ajustées et expérimentales pour le fluage du PMMA cours d'une prise 700s à 100mn dans la détermination des propriétés viscoélastiques des polymères.

Figure 5. Fluage du PPMA.

Large gamme de charge & Profondeur

Le NanoTest Vantage offre supérieure plages de charge & de profondeur, avec un système de résolution dynamique qui optimise les résolutions de charge et la profondeur basée sur la charge de pointe / set profondeur. Cela garantit une résolution supérieure sur toute la gamme. La haute sensibilité et faible niveau de bruit permet des mesures précises de films minces pour des applications MEMS.

La figure 6 montre que pour des indentations extrêmement faible dans le saphir, le contact est complètement élastique. L'augmentation de la charge à 2mn l'amène à rejoindre la zone élasto-plastique.

Figure 6. Charge / relation entre la profondeur pour le saphir.

La figure 7 montre 10 indentations aux charges de pointe de 100-500 mn à silice fondue (bleu) et le saphir (rouge).

Figure 7. Indentation au comportement charge de pointe de silice fondue (bleu) et le saphir (rouge).

Conclusions

Le NanoTest Vantage permet la mesure précise des propriétés élastiques et plastiques des matériaux à l'échelle nanométrique. L'instrument permet aussi la cartographie dureté et le module avec une grande stabilité. Expériences de fluage d'indentation sont également possibles avec l'instrument. L'appareil propose également de charger et d'excellentes plages de profondeur avec un système de résolution dynamique.

A propos de Matériaux Micro

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