Ensaio de indentação instrumentado

A dureza de indentação _HIT é uma medida da resistência do material à deformação permanente (= plástica). É determinada pela formação de uma tangente a partir da curva de descarga e aplica-se à carga máxima de ensaio _Fmax. A dureza de indentação _HIT pode ser convertida numa dureza _VickersHV, mas esta conversão deve ser claramente assinalada.

Em contraste com a dureza de indentação _HIT, a dureza _MartensHM fornece informações não só sobre as propriedades plásticas, mas também sobre as propriedades elásticas do material. A dureza Martens é calculada a partir do curso da profundidade da indentação durante o carregamento.

O módulo de indentação _EIT é um valor de elasticidade e o parâmetro mais importante para todas as aplicações com materiais elásticos. O módulo _EIT é calculado a partir da curva de descarga da indentação. Em muitos casos, os valores _{do EIT} são comparáveis ao módulo de elasticidade clássico, mas não devem ser equiparados a ele.

O comportamento de fluência _CIT descreve a deformação adicional do material sob força constante. Para determinar este valor, o indentador é pressionado na amostra com a mesma força durante um período de tempo mais longo (minutos a horas). Os polímeros e outros materiais com tendência para a fluência cedem continuamente e a profundidade da indentação aumenta.

O módulo de armazenamento e o módulo de perda (E' e E'') descrevem o comportamento do material sob a ação de forças oscilantes (modo dinâmico). O módulo de armazenamento representa a componente elástica. É proporcional à parte da energia de deformação que é armazenada no material e que pode ser recuperada do material após a descarga. O módulo de perda, por outro lado, representa a componente viscosa. Corresponde à fração de perda da energia que é convertida em calor durante a compressão.

No método do procedimento de rigidez melhorada, ou método ESP, o indentador é gradualmente carregado e (parcialmente) descarregado de novo. Isto acontece com uma força crescente até ser atingida a força máxima definida. Isto permite a determinação rápida, dependente da força e da profundidade, de parâmetros como o módulo de indentação elástica_(EIT), a dureza de indentação_(HIT) ou a dureza Vickers (HV) num único e mesmo local do espécime.

Este método ESP é particularmente interessante para o ensaio de películas finas. A medição dependente da profundidade permite que os parâmetros do revestimento sejam determinados com forças muito baixas, sem a influência do substrato. Com o aumento da força, a transição do revestimento para o material de base pode ser analisada.

O modo de medição dinâmico baseia-se na análise mecânica dinâmica (DMA). Enquanto a DMA se concentra no teste de materiais sólidos, o nosso modo dinâmico também permite a caraterização de materiais em dimensões muito mais pequenas, tais como revestimentos como tintas para automóveis. Aqui, um indentador é pressionado contra a superfície com uma força sinusoidal crescente e decrescente - com uma amplitude de apenas alguns nanómetros. Desta forma, podem ser determinadas propriedades como o módulo de elasticidade, o módulo de armazenamento e o módulo de perda.

Utilizamos apenas indentadores de diamante natural porque são particularmente resistentes. No entanto, desgastam-se após muitas medições. As pontas tornam-se mais redondas e perdem a sua forma claramente definida. Até certo ponto, este efeito pode ser compensado através da medição em material de referência, por exemplo, vidro borossilicato. Em caso de desgaste mais acentuado, o indentador tem de ser substituído.

A temperatura desempenha um papel importante na medição da dureza e da elasticidade. Muitos materiais, especialmente os polímeros macios, alteram as suas propriedades mesmo com flutuações de temperatura relativamente pequenas. É por isso que a temperatura ambiente deve ser definida durante a medição.

Para além disso, a própria tecnologia de medição reage à temperatura. Especialmente quando se efectuam medições durante várias horas, pode desenvolver-se calor no aparelho. Se vários componentes se expandirem, isso falseia os resultados.

Graças à construção com uma placa feita de pedra dura natural, os nossos aparelhos são muito estáveis em termos de forma e temperatura. Isto significa que são possíveis medições independentes da temperatura, mesmo durante várias horas.

A causa mais comum de erros de medição é a vibração. Com cargas de teste baixas, mesmo pequenos movimentos de ar de sistemas de ar condicionado ou vibrações no chão causadas por passos podem falsificar os resultados. Para medições sensíveis, recomendamos a escolha de um local de baixa vibração (como uma cave) e a utilização de caixas de medição fechadas com mesas de amortecimento. Oferecemos soluções personalizadas para este fim.

Com superfícies rugosas, o indentador nem sempre tem a mesma área de contacto com a peça a ensaiar. Por conseguinte, os resultados são frequentemente pouco reprodutíveis. Se possível, é importante polir as superfícies rugosas antes da medição ou efetuar várias medições comparativas.