Nanoindentador ZHN

Dureza y módulo de elasticidad según DIN EN ISO 14577

Las mediciones se suelen llevar a cabo con un indentador tipo Berkovich con control de fuerza. Se pueden llevar a cabo mediciones muy rápidas, por ejemplo, con 10 s de carga, 5 s de tiempo de parada y 4 s de descarga.

• Magnitudes de medición:
• Dureza de indentación H_IT (revaluable en H_V)
• Dureza Martens HM o HMs
• Módulo de indentación E_IT (módulo de elasticidad)
• Fluencia de indentación C_IT o relajación R_IT
• Relación componente elástico con el trabajo de penetración η_IT

En total, se pueden emitir más de 60 magnitudes.

Dureza Vickers

La dureza Vickers se puede calcular a partir de la dureza de indentación. Una amplia comparativa realizada por el Instituto Federal Alemán para Investigación y Pruebas de Materiales (Bundesanstalt für Materialforschung, BAM) con 20 materiales, entre la dureza Vickers convencional y la dureza Vickers calculada con algoritmos InspectorX, convertidos a partir de H_IT, dio como resultado una diferencia media de < 10 % con comparación con un 25 – 30 % en otros paquetes de software.

[T. Chudoba, M. Griepentrog, International Journal of Materials Research 96 (2005) 11 1242 – 1246]

Mediciones que dependen de la profundidad con módulo QCSM

El método "Quasi Continuous Stiffness Measurement" es un módulo desarrollado recientemente por ASMEC que permite determinar la rigidez de contacto de la probeta, no solamente con la ayuda de la curva de descarga en una profundidad determinada, sino en muchos puntos durante el proceso de indentación. De esta forma, se pueden determinar la dureza y el módulo de elasticidad en la misma parte de la probeta. Asimismo, aumenta la sensibilidad de la medición en fuerzas reducidas, de modo que se pueden determinar valores de rigidez para fuerzas y profundidades de indentación bajas. Con el módulo QCSM, se detiene el aumento de carga durante un breve lapso de tiempo (1 – 4 s) y se superpone una oscilación sinusoidal a la tensión piezoeléctrica. En comparación con otros métodos, la amplitud de fuerza o recorrido no se indica directamente. Con un filtro tipo lock-in se determinan la amplitud y la fase de las vibraciones.

Cálculo de curva de tensión-deformación con redes neuronales

En colaboración con el Centro de Investigación Karlsruhe se ha desarrollado un método que permite determinar la curva de tensión-deformación completa, a partir de penetraciones realizadas con indentadores de bola. Consiste en el uso de redes neuronales para la identificación de parámetros y también tiene en cuenta el endurecimiento cinemático.

Determinación de perfiles de altura

La superficie se puede escanear tanto con la unidad de fuerza lateral (LFU) en sentido X con una resolución nanométrica como sin la LFU con las mesas de coordenadas con una resolución micrométrica. Se determinan los valores de rugosidad tales como R_a, R_q o R_t.

Ensayos de desgaste a escala micro

Se pueden llevar a cabo ensayos de desgaste oscilantes con amplitudes hasta 140 μm.

Ensayos de scratch y micro scratch

Generalmente, los ensayos se llevan a cabo con puntas redondeadas de 5 a 10 μm de radio. La tensión máxima se encuentra, por lo general, en la capa y no en el substrato. Se pueden realizar varios escaneos de la superficie. Debido a la reducida longitud de rayado se reduce el desgaste de las puntas y los efectos en la rugosidad de la superficie.