Jump to the content of the page

Het meten van de ware mechanische eigenschappen van micron-schaal tussenlagen in dunne meerlaagse folies – zonder invloed van de omringende lagen – is een uitdaging waar maar weinig instrumenten aan kunnen voldoen. Het vergt zeer responsieve nanoindentatietechnologie en zeer nauwkeurige positionering van de indenter.

De bepaling van de hardheid en elastische eigenschappen op de tussenlagen van multiplexfoliesystemen brengt verschillende uitdagingen met zich mee. Een normale "top-down" stijl indentatie levert samengestelde eigenschappen voor het gehele monster, maar niet die van de afzonderlijke lagen, die vereist metingen die worden uitgevoerd binnen elke laag op een dwarsdoorsnede monster. Vanwege de dunheid van deze lagen is het cruciaal om de metingen nauwkeurig te controleren en extreem kleine indentaties te gebruiken. Gelukkig maakt nanoindentatietechnologie, met behulp van indentaties op micro- en nanoniveau, hardheid en elastische modulus metingen mogelijk, zelfs op dunne binnenlagen. In combinatie met een hoge vergrotingsmicroscoop en een zeer nauwkeurige positioneringstafel is nanoindentatie bij uitstek geschikt voor het testen van micro-schaal componenten en films.

In dit voorbeeld wordt een 30 μm dikke metaalfolie geanalyseerd, ingeklemd tussen polymere platen met een rubberen toplaag. Omdat het vrijstaande monster niet structureel stijf was, werd het onderdeel, om de naleving van de monsters tot een minimum te beperken, in epoxy gegoten en tot een spiegelafwerking gepolijst om de metalen binnenlaag als dwarsdoorsnede bloot te stellen.

De PICODENTOR® HM500 is voor deze test gekozen vanwege de gevoelige belastingsresolutie (≤100nN) en nauwkeurige positioneringsmogelijkheden (≤0,5μm). De waarden voor inspringinghardheid (HIT), Vickers hardheid (HV) en indentatiemodulus (EIT) werden geregistreerd voor de metaallaag. De Martens hardheid (HM) werd ook gemeten en uitgezet als een functie van inkeping diepte; variatie in HM is een indicator van mogelijke invloed van omliggende lagen. De snijkant van de metalen laag werd geïdentificeerd onder de geïntegreerde microscoop (met vergroting tot 1000x) en een reeks indentaties werden gemaakt - precies in het midden van de 30 μm dikke doellaag.

 

Gemiddelde waarde X, standaarddeviatie en variatiecoëfficiënt V van mechanische eigenschappen gemeten vanaf de inspringingen in fig. 2.
Metallische laag HM
N/mm²
EIT/(1-vs²)
GPa
HIT
N/mm²
HV
X 4734.2 151.8 6961.9 657.8
s 223.9 8.8 263.6 24.9
V 4.7% 5.8% 6.0% 6.0%

Met zijn ultragevoelige meetkop, hoge resolutie microscoop en precieze meettafel, maakt de PICODENTOR® HM500 het gemakkelijk om nauwkeurig de hardheid te bepalen en deelastische eigenschappen van microscopische functies, zoals dwasdoorsnedes van folies. Voor meer informatie kunt u contact opnemen met uw FISCHER vertegenwoordiger.

Jump to the top of the page