Nanoindentierung
Die Nanoindentierung bzw. Nanoindentation dient der Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffeigenschaften durch Eindringprüfung mit sehr kleinen Prüfkräften. Diese Art der Werkstoffprüfung zählt aufgrund der kleinen Kräfte und geringen Eindringtiefen des Prüfkörpers zu den quasi-zerstörungsfreien Prüfverfahren.
Als Steinbeis-Transferzentrum bieten wir die Nanoindentierung als Dienstleistung an.
Härteprüfungen von
- Beschichtungen
- Kleinen Teile
- Weiche Materialien
- Lacken
- Lote
Weitere Anwendungen
- Gefügebestandteile
- Härteverlaufsmessungen
- Härtemapping für Phasenuntersuchung
- Dynamisch Mechanische Analyse (DMA)
- Streckgrenzenbestimmung
- Elatisch/plastisches Werkstoffverhalten
- Dämpfungsverhalten
Materialkennwerte
- Härte (Vickers, Martens, Universal)
- Elastizitätsmodul
- Streckgrenze
- Verlustmodul
- Speichermodul
- Verlustfaktor
- Eindringkriechen
- Eindringrelaxation
- Kriechverhalten
- Verformungsarbeit
Gerne erstellen wir Ihnen ein Angebot für Nanoindentierung.
Instrumentierte Eindringprüfung
Bei der Nanoindentierung bzw. Nanoindentation werden die Materialkennwerte aus der während der Prüfung aufgezeichneten Kraft-Weg-Kurve ermittelt. Deshalb wird diese als instrumentierte Eindringprüfung bezeichnet. Dadurch lassen sich die Härte, der Elastizitätsmodul und das elastisch plastische Verhalten des Werkstoffes bestimmen. Als Prüfkörper wird i.d.R. eine dreiseitige (Berkovich) Diamantpyramide mit einer definierten Kraft in das zu prüfende Bauteil eingedrückt. Durch die eindeutige Spitze des Prüfkörpers können in Zusammenhang mit den sehr geringen Prüfkräften und Eindringtiefen sehr kleine Werkstoffbereiche untersucht werden. Sie ist gekennzeichnet durch sehr kleine Prüfkräfte und geringe Eindringtiefen des Prüfkörpers, wodurch diese Art der Werkstoffprüfung als quasi zerstörungsfrei betrachtet werden kann.
Kraft-Weg-Kurve
Härteverlaufsmessung
Die Härteverlaufsmessung bzw. Härteverlaufsprüfung dient dazu den Härte-Tiefen-Verlauf zu bestimmen. Bei dieser wird eine Reihe von Härteeindrücken am polierten Querschliff vom Probenrand in Richtung der Probenmitte gesetzt. Dies erfolgt mit der Mikrohärteprüfung oder der Nanoindentierung mit kleinen Prüfkräften. Aus diesem so ermittelten Härte-Tiefen-Verlauf kann die Grenzhärte bestimmt werden, die je nach Wärmebehandlungsverfahren als Einsatzhärtetiefe Eht, Nitrierhärtetiefe Nht oder Randschichthärtetiefe Rht bezeichnet. Mit der Härteverlaufsmessung erfolgen auch Härteprüfungen von Schweißnähten.
Härteverlaufsmessung
Härtemapping
Härtemapping
Mit dem sogenannten Härtemapping kann die flächenhafte Verteilung von Werkstoffeigenschaften (Härte, E-Modul uvm.) bestimmt werden. Dabei werden die Prüfpunkte matrixartig über die zu untersuchende Fläche verteilt. So lässt sich zum Beispiel die Verteilung der einzelne Phasen im Gefüge bestimmen.
Dynamisch-Mechanische Analyse
Die Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA) dient dazu viskoelastische Materialkennwerte zu ermitteln, z.B. Verlustmodul E‘‘ und Speichermodul E‘ von Materialien. Dazu wird auf den ins Material eindringenden Prüfkörper die Prüfkraft sinusförmig aufgebracht. Das Verlustmodul E‘‘ beschreibt den viskosen (irreversiblen) Anteil eines Materials. Das Speichermodul E‘ beschreibt den elastischen (reversiblen) Anteil der Energie. Der Verlustfaktor eines Werkstoffes, als Verhältnis von Verlust- zu Speichermodul, beschreibt die Werkstoffdämpfung. Bei Gleitreibpaarungen dient der Verlustfaktor zur Charakterisierung der Neigung eines Werkstoffes zur Ausbildung von Stick-Slip-Schwingungen.
Streckgrenzenbestimmung
Durch die Nanoindentierung ist auch eine quasi zerstörungsfreie Streckgrenzenbestimmung am realen Bauteil möglich. Diese unterscheidet sich oftmals erheblich von den Angaben in Datenblättern, welche bestenfalls Mittelwerte für einen Werkstoff darstellen. Ein weiteres Anwendungsgebiet dieser Methode ist die Bestimmung der Streckgrenze von Beschichtungen. Zur Bestimmung des Zusammenhanges von Spannung und Dehnung wird ein sphärischer Prüfkörper verwendet. Die Prüfkraft wird ansteigend mit einem überlagerten Sinus aufgebracht und aus der so bestimmten Spannungs-Dehnungs-Kurve die Streckgrenze berechnet.