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Nanoindentierung: TU Chemnitz forscht mit Pr├╝ftechnik von ASMEC

Der Trend zur Miniaturisierung von Bauteilen und die Funktionalisierung d├╝nner Schichten erfordern entsprechend verfeinerte Methoden zur Charakterisierung der mechanischen Belastbarkeit. Die Nanoindentierung erlaubt die lokale Bestimmung von H├Ąrte und Elastizit├Ątsmodul an ultrad├╝nnen Schichten (> 300 nm) mit einer Aufl├Âsung im Mikrometerbereich. F├╝r aktuelle Forschungsprojekte setzt die TU Chemnitz (Institut f├╝r Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik) ein nanomechanischen Tester von Asmec ein.

Die Professur f├╝r Oberfl├Ąchentechnik/Funktionswerkstoffe der TU Chemnitz besch├Ąftigt sich schwerpunktm├Ą├čig mit den mechanischen Eigenschaften von D├╝nn- und Dickschichten. Neben der Bestimmung der H├Ąrte im Makro- und Mikrobereich werden vor allem Untersuchungen im Nanoh├Ąrtebereich durchgef├╝hrt. Durch die Bestimmung der H├Ąrte in unterschiedlichen Phasen einer Schicht bzw. eines Verbundes, der H├Ąrte von Carbiden in Schichten und Substraten und H├Ąrteverl├Ąufe von Substrate/Schichten soll u.a. die maximale Belastbarkeit von d├╝nnen Schichten bestimmt werden.

Zur Bestimmung der oben genannten Kennwerte setzt die TU Chemnitz einen nanomechanischen Tester von Asmec ein. Dieser Test kombiniert zwei Messk├Âpfe in normaler Richtung (Nanoindenter-Prinzip) und lateraler Richtung (Scratchtester-Prinzip), die beide v├Âllig unabh├Ąngig voneinander mit einer Nanometer-Aufl├Âsung arbeiten. Damit lassen sich laterale Kraft-Verschiebungs-Kurven messen, aus denen unterschiedliche Materialparameter gewonnen werden k├Ânnen. Dies beinhaltet u.a. die Messung der lateralen Steifigkeit und der rein elastischen lateralen Deformationen der Probe.

ÔÇ×Ein empfehlenswertes Pr├╝fsystem f├╝r vielf├Ąltige praktische und forschungsrelevante Anwendungen ab einer Maximalkraft, die je nach Werkstoff bei ca. 0,3 mN und dar├╝ber liegt.ÔÇť, so beschreibt Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Lampke, Leitung der Oberfl├Ąchentechnik/Funktionswerkstoffe, den Einsatz des Testers im Pr├╝flabor der TU.

Bildquelle: TU Chemnitz

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