I requisiti di prestazione dei componenti ottici sono aumentati vertiginosamente e, in risposta, sono stati sviluppati sistemi di rivestimento altamente complessi al fine di produrre superfici resistenti ai graffi, allo sporco, antistatiche e riflettenti. I diversi processi di polimerizzazione, ormai parte integrante della produzione dei rivestimenti ottici, rendono difficile trovare il giusto compromesso tra durezza ed elasticità del rivestimento.
Il controllo della qualità richiede quindi metodi e sistemi di misurazione altrettanto efficaci. Per la determinazione conforme agli standard dei parametri del materiale come la durezza e il modulo elastico, è possibile utilizzare il test di penetrazione, con il quale è possibile misurare con precisione anche i rivestimenti sottili di spessore inferiore a 100 nanometri.
Nel metodo di carico/profondità di indentazione secondo le norme DIN EN ISO 14577 e ASTM E 2546, il penetratore, tipicamente una piramide di Vickers o di Berkovich, viene premuto nel materiale con un carico di prova in continuo aumento e poi gradualmente ridotto per misurare simultaneamente le rispettive profondità di indentazione. Dal ciclo di carico/scarico risultante possono essere calcolate importanti caratteristiche tecnologiche, ad esempio la durezza Martens. Quando il carico di prova è ridotto è possibile determinare il modulo elastico di impronta;
La figura 1 indica la misura della durezza Martens e la deviazione standard associata su due lenti in plastica, campioni forniti da Rodenstock GmbH, Monaco. I campioni sono stati prodotti nelle stesse condizioni di processo ma mostrano differenze nella composizione del sistema di rivestimento. Di conseguenza è possibile notare un cambiamento significativo della durezza da un rivestimento all'altro.
A una certa profondità di rientro, il materiale del substrato comincia a diventare rilevabile. Per evitare questa influenza durante la misura del rivestimento, la profondità di impronta deve essere limitata a non oltre 1/10 dello spessore del rivestimento (regola di Bückle). I coefficienti di variazione per i due campioni, rispettivamente 1,73 e 1,60 percento, ottenuti utilizzando FISCHER PICODENTOR HM500, dimostrano il potenziale di precisione.
Sebbene solo la durezza Martens possa essere misurata in base alla profondità utilizzando metodi standard, le proprietà meccaniche aggiuntive come la durezza Vickers o il modulo elastico di indentazione possono essere determinate tramite il metodo ESP (Enhanced Stiffness Procedure), che impiega il carico e lo scarico parziale.
Conclusione: FISCHER PICODENTOR® HM500 è lo strumento adatto per determinare il giusto equilibrio tra durezza ed elasticità del rivestimento per rivestimenti su componenti ottici. Per ulteriori informazioni, non esitare a contattare il tuo rappresentante locale FISCHER.