Nanoindenter für instrumentierte Eindringprüfung

Als Prüfkörper wird ein Vickers-Prüfdiamant verwendet. Aufgrund der sehr kleinen Eindringtiefen kann die Prüfung als quasi zerstörungsfrei betrachtet werden.

Härteeindruck mit Vickers-Prüfdiamant
(Aufnahme Keyence LSM VK9710)

Mit dem Nanoindenter wird die Härte und weitere Materialkennwerte mit sehr kleinen Prüfkräften bestimmt. Somit können z.B. Beschichtungen und Gefügebestandteile untersucht werden.

Die Nanoindentierung (oder Nanoindentation) erfolgt als instrumentierte Eindringprüfung nach DIN EN ISO 14577. Anders als bei herkömmlichen Härteprüfverfahren wird dabei nicht nur das plastische Verhalten des Werkstoffes bestimmt. Neben der Martenshärte und der Eindringhärte (inklusive Umwertung in Vickers) können aus der resultierenden Kraft-Eindringtiefen-Kurve auch weitere Materialkennwerte ermittelt werden.

Kraft-Eindringtiefe-Kurven (Borosilikatglas BK7)

• Materialkennwerte berechnet nach DIN EN ISO 14577:
• Martens-Härte HM
• Eindringhärte HIT (umwertbar in Vickers HV)
• Eindringmodul EIT
• Eindringkriechen CIT
• Prozentualer elastischer Anteil ŋIT der Eindringarbeit Welast/Wtotal
• Martenshärte bei einer bestimmten Prüflast
• Anteil der plastischen Verformung
• ESP-Modus, Teillast- und Entlademessungen, um Größen wie EIT und HIT in Abhängigkeit von Tiefe oder Last zu ermitteln

Bei der Nanoindentierung werden während des Belastungs- und Entlastungsvorgangs die Prüfkraft und die Eindringtiefe kontinuierlich gemessen. Daher wird die Nanoindentierung auch als instrumentierte Eindringprüfung bezeichnet. Aus der resultierenden Kraft-Eindringtiefe-Kurve werden Materialkennwerte nahe der Oberfläche bestimmt. Der spezielle ESP-Modus (enhanced stiffness procedure), bei dem die Prüfkraft zyklisch variiert wird, ermöglicht eine schnelle kraft- und tiefenabhängige Bestimmung von Kenngrößen wie dem elastischen Eindringmodul (EIT), der Eindringhärte (HIT) oder der Vickers-Härte (HV) an einem Probenort.