Nanoindenteertests

Nanoindenteertests, ook bekend als instrumented indentation, zijn meetmethoden waarmee mechanische eigenschappen van materialen op micro- tot nano-schaal worden bepaald door een scherpe indenter in het materiaal te drukken terwijl de belasting en de diepte gelijktijdig worden geregistreerd. Het doel is om eigenschappen zoals hardheid en elastic modulus lokaal te kwantificeren, vaak op dunne films, keramieken, metalen of polymers.

Tijdens een nanoindenteertest wordt een indenter met een bekende geometrie (bijvoorbeeld Berkovich, Vickers, cube corner) onder gecontroleerde belasting in het monster gebracht. De test levert een belasting-dieptediagram op (load-displacement curve). Verschillende testmodi bestaan, waaronder statisch load-controlled en dynamische of time-dependent tests om creep of snelle mechanische respons te kennen. De selectie van indenter en testparameters bepaalt met name de diepte en de aard van de metingen.

Gegevensanalyse gebeurt meestal met de Oliver-Pharr methode: uit de belasting- en onbelaste stijfheid bij ontlading worden Hardheid (H = Pmax/A) en de reduced modulus Er afgeleid, waarbij Er gerelateerd kan worden aan de Young’s modulus van het materiaal met kennis van het Poisson-getal. Uitgebreide analyses houden rekening met verzwakking door beperkte film-dikte, ruwheid, pile-up of sink-in, en tijd-afhankelijke effecten.

Toepassingen omvatten coating en folie karakterisering, keramische en metalen materialen, polymeren en halfgeleiders. Standaarden zoals ISO 14577 en ASTM E2546 beschrijven procedureregels en verwerking van meetdata. Voor nauwkeurige resultaten is een goed gepolijste, vlakke oppervlaktelaag en correcte calibratie essentieel.