Перечислите материаловедческие задачи, решаемые с помощью метода измерительного индентирования.

Наноиндентирование

При использовании весьма малых нагрузок (несколько мН) метод Оливера-Фарра получил название наноиндентирования. При этом погружение индентора проходит на глубину нескольких десятков нанометров. Поэтому метод наноиндентирования незаменим при изучении тонких пленок и многослойных наноразмерных структур. Корректными измерениями твердости покрытий (без влияния подложки) принято считать такие измерения, при которых глубина погружения составляет

не более 10-12% от его толщины. Практически устойчивые экспериментальные кривые получают для глубин погружения более 25-30 нм. Поэтому наноиндентирование успешно применяют для оценки механических свойств тонких пленок толщиной более 250 нанометров.

 

Избирательное индентирование

Высокая точность позиционирования позволяет также проводить индентирование отдельных микронных и субмикронных структурных составляющих, различимых в оптический микроскоп, что позволяет избирательно оценивать их механические свойства при изучении многофазных, композитных и градиентных материалов.

 

Оценка механических свойств многофазных и композитных материалов.

Механическая спектроскопия

Для оценки механических свойств многофазных материалов используют матричное индентирование с заданным шагом, выбранным так, чтобы отпечатки заведомо попали на разные структурные составляющие. При достаточно большом количестве независимых измерений и значимой разнице свойств отдельных структурных составляющих можно получить не только усредненные значения твердости, модуля упругости и упругого восстановления, но также количественно оценить их долю и построить карту распределения механических свойств в многофазных и композитных материалов.

 

 

15. В чем состоит метод измерительного царапания? Какие параметры определяют при измерительном царапании? Что называют критической нагрузкой?

Метод измерительного царапания состоит в воздействии на измеряемое тело индентора, совершающего круговые или возвратно-поступательные движения. Индентор – алмазный конус с радиусом закругления 200 мкм. Нагрузка на индентор постепенно увеличивается (равномерно или ступенчато).

 

Информация о измеряемых параметрах снимается посредством датчиков: силы нагружения, интенсивности акустической эмиссии, коэффициента трения, глубины царапания.

 

Условно процесс разрушения покрытия при царапании алмазным индентором можно разделить на 3 этапа: А – монотонное проникновение индентора в покрытие; В – скачкообразное увеличение уровня и амплитуды АЭ, изменение наклона кривых КТ и СТ; С – немонотонное изменение ГП, КТ и СТ. (СТ – сила трения, ГП – глубина погружения, КТ – коэфф. Трения, АЭ – акуст. эмиссия).

 

Критическая нагрузка – такая нагрузка, при которой происходит адгезионное разрушение покрытия. Признак – уширение и углубление царапины (бороздки), начинает настии ак. эмиссия и глуб. вдавливания, перестает расти сила трения.