Nanohårdhet

Nanohårdhet beskriver et materials motstand mot plastisk deformasjon når deformasjonen skjer på nanoskala. Den vanligste målemetoden er instrumentert nanoindentasjon, der en kjent geometri-spiss presses inn i overflaten med stigende last og en last–penetreringkurve registreres. Resultatene rapporteres som hardhet, H, ofte sammen med redusert modulus, E_r. Nanohårdhet påvirkes av småskala- og mikrostrukturelle forhold og indenteringsstørrelse, og kan avvike fra makroskopisk hardhet.

Metoden bruker spisser som Berkovich eller cube-corner, og dataene behandles vanligvis med Oliver–Pharr-metoden for å utlede hardhet og redusert elastisk modulus. ISO 14577-serien gir standarder for instrumentert inntrykking av metalliske materialer og angir krav til prøvetaking, utstyr og rapportering. Det finnes også anvendelser av AFM-basert inntrykking for svært tynne filmer og for materiale som ikke kan testes med større inntrykking.

Faktorer som påvirker nanohårdhet inkluderer indentering size effect (ISE), der hardheten ofte øker ved mindre penetreringsdybder. Også kornstørrelse, fasefordeling, residualspenning, overflatens ruhet og testparametere som last og inntrykkingstid påvirker resultatene. Temperatur og hastighet kan også endre målingen.

Nanohårdhet brukes i utvikling og karakterisering av tynne filmer og harde belegg, keramikk og nanosammensatte materialer. Den gir innsikt i deformasjonsmekanismer ved små skalaer og er viktig for ytelsesvurderinger i komponenter der overflater utsettes for slitasje og belastning.