Indenteringsmålinger

Indenteringsmålinger er en gruppe af metoder, hvor en hård indenter presses ned i en materials overflade under kontrolleret belastning for at undersøge mekaniske egenskaber. Formålet er typisk at bestemme hårdhed samt elasticitetsmodul, og i visse tilfælde også brudrespons eller deformationsegenskaber. Prøverne kan måles som mikro-, nano- eller makroindenteringer afhængig af prøvestørrelse, belastning og måleudstyr.

Indentergeometrier og metoder omfatter flere geometriske former: Vickers- og Knoop-pyramider bruges ved små prøver og høj præcision; Brinell anvender en kugle og giver gennemsnitlige hårdhedsdata for større prøver. Rockwell-indenteret er et konisk eller kugleformet diamantiske indenter til hurtige, relative målinger. Nanoindentation bruger ofte Berkovich- eller cube-corner-pyramideindentere til meget små prøveområder og tynde belægninger. Hårdhed defineres som belastningen delt på kontaktarealet; ved nanoindentation beregnes elasticitetsmodulet ofte ud fra unloading-slope ved hjælp af Oliver-Pharr-metoden.

Fremgangsmåden omfatter prøverforberedelse med en glat og ren overflade, kalibrering af udstyr og valg af passende maksimal belastning og belastningshastighed. Data indhentes som belastning versus dybde (P–h) kurver, og resultaterne udtrykkes som hårdhedsmoduler og, i nanoindentering, modul og viskoelasticitet. Kalibrering og korrigering for pile-up eller senkning er vigtige for nøjagtigheden.

Standards og anvendelser: Der findes ISO- og ASTM-standarder for de forskellige metoder, og nano-, mikro- og makroindentering bruges i metal-, keramiske og polymeriske prøver samt belægninger og tynde film. Fordelene inkluderer lokal mandsmåling af egenskaber på små flader og flade prøver, mens begrænsninger omfatter overfladefinish, anisotropi og substratets påvirkning ved tynde lag.