Nanoindenter - Nanoindenter
Un nanoindenter est le composant principal des tests de dureté par indentation utilisés dans la nanoindentation . Depuis le milieu des années 1970, la nanoindentation est devenue la principale méthode pour mesurer et tester de très petits volumes de propriétés mécaniques. La nanoindentation, également appelée indentation par détection de profondeur ou indentation instrumentée , a gagné en popularité avec le développement de machines capables d'enregistrer de petites charges et de petits déplacements avec une précision et une précision élevées. Les données de déplacement de charge peuvent être utilisées pour déterminer le module d'élasticité , la dureté, la limite d'élasticité , la résistance à la rupture , la dureté aux rayures et les propriétés d'usure .
Les types
Il existe de nombreux types de nanoindenters actuellement utilisés, qui diffèrent principalement par leur géométrie de pointe. Parmi les nombreuses géométries disponibles figurent des pyramides à trois et quatre côtés , des coins , des cônes , des cylindres , des filaments et des sphères . Plusieurs géométries sont devenues une norme commune bien établie en raison de leur utilisation étendue et de leurs propriétés bien connues; tels que les nanoindenters Berkovich, cube corner, Vickers et Knoop . Pour répondre à la haute précision requise, les nanoindenters doivent être fabriqués selon les définitions de la norme ISO 14577-2, et être inspectés et mesurés avec des équipements et des normes traçables au National Institute of Standards and Technology (NIST). L'extrémité de pointe du pénétrateur peut être rendue tranchante, plate ou arrondie en une forme cylindrique ou sphérique. Le matériau de la plupart des nanoindenters est le diamant et le saphir , bien que d'autres matériaux durs puissent être utilisés tels que le quartz , le silicium , le tungstène , l' acier , le carbure de tungstène et presque tout autre métal dur ou matériau céramique . Le diamant est le matériau le plus couramment utilisé pour la nanoindentation en raison de ses propriétés de dureté, de conductivité thermique et d'inertie chimique . Dans certains cas, le diamant électriquement conducteur peut être nécessaire pour des applications spéciales et est également disponible.
Titulaires
Les nanoindenters sont montés sur des supports qui pourraient être la conception standard d'un fabricant d'équipement de nanoindenting, ou une conception personnalisée. Le matériau du support peut être de l'acier, du titane , de la céramique usinable , d'autres métaux ou des matériaux rigides. Dans la plupart des cas, le pénétrateur est fixé au support à l'aide d'un processus de liaison métallique rigide. Le métal forme une liaison moléculaire avec les deux matériaux, qu'il s'agisse d'acier au diamant, de céramique au diamant, etc.
Mesures angulaires
Les dimensions du nanoindenter sont très petites, certaines inférieures à 50 micromètres (0,0020 in), et réalisées avec une géométrie angulaire précise afin d'obtenir les lectures très précises requises pour la nanoindentation. Les instruments qui mesurent des angles sur des objets plus grands tels que des rapporteurs ou des comparateurs ne sont ni pratiques ni suffisamment précis pour mesurer les angles des nanoindenteurs même à l'aide de microscopes . Pour des mesures précises, un goniomètre laser est utilisé pour mesurer les angles de nanoindenter de diamant. Les faces du nanoindenter sont hautement polies et réfléchissantes, ce qui constitue la base des mesures du goniomètre laser. Le goniomètre laser peut mesurer dans un millième de degré à des angles spécifiés ou demandés.