Nanoindentation

Die Nanoindentierung ist von der klassischen Härteprüfung abgeleitet, findet aber als instrumentierte Indentierung auf der Mikro- und Nanoskala statt. Es wird eine Diamantspitze mit bekannter und/oder kalibrierter Geometrie in die zu prüfende Oberfläche hineingedrückt. Durch die Miniaturisierung des Aufbaues ist es nur unter großem Aufwand möglich die Fläche des im Prüfling verbleibenden Härteeindruckes zu messen, wie das bei üblichen Verfahren zur Härtemessung getan wird. Dies kann nur im AFM-Scanmodus erfolgen. Daher werden während des Versuchs die aufgebrachte Eindringkraft und der Eindringweg der Spitze gleichzeitig gemessen. Über die Geometrie der Prüfspitze und den Messdaten für Eindringkraft und Eindringweg kann die Kontaktfläche, und in weiterer Folge die Härte berechnet werden. Der Messkopf für die Nanoindentierung (Hysitron Triboscope) besteht aus einem Dreiplattenkondensator und wird auf einem Rasterkraftmikroskop angebracht. Dieser Aufbau bietet eine Messgenauigkeit <2µN und <1nm. Neben der Martenshärte kann der E-Modul und bei spröden Materialien auch die Bruchzähigkeit bestimmt werden. Scratch-Tests sind ebenso möglich. Haupteinsatzbereich ist die Prüfung kleiner Volumina, die lokale Eigenschaftsbestimmung und die Dünnschichtanalyse.