Nanoindenteur est un instrument de test de performance mécanique des matériaux de haute précision dont l'utilisation nécessite le strict respect des spécifications opérationnelles pour assurer la précision des données et la stabilité de l'instrument. Voici les détails sur l'utilisation du nanoindenteur, couvrant l'ensemble du processus, de la préparation à l'analyse des données.

I. travaux préparatoires

1. Inspection des instruments et préparation environnementale

- Confirmez que l'alimentation de l'instrument, la source de gaz (si nécessaire) est correctement connectée, vérifiez que les pièces telles que la tête de pression, la table de chargement, le microscope, etc. sont propres et ne sont pas endommagées.

- Placez l'instrument sur une table de travail en douceur pour éviter les interférences extérieures, il est recommandé de porter des lunettes de protection contre les éclaboussures.

- l'instrument doit être préchauffé à la température de consigne (généralement de 30 minutes à 1 heure) avant de démarrer, en particulier les systèmes en céramique piézoélectrique ou en bobine pour assurer des performances stables.

2. Préparation et installation des échantillons

- les échantillons doivent être coupés à la bonne taille (par exemple 10 mm × 10 mm), la surface polie à l'effet miroir et nettoyée par ultrasons pour éliminer les contaminants.

- fixez l'échantillon à l'aide de pinces spéciales, assurez - vous que la surface est perpendiculaire à l'indenteur et évitez les anomalies morphologiques dues à l'inclinaison

II. Réglage des paramètres et étalonnage

1. Sélection et étalonnage de la tête de pression

- sélectionnez le type de poinçon (par exemple, poinçon Berkeley, cône triangulaire) en fonction des besoins de test et vérifiez le rayon de la pointe du poinçon et l'usure.

- calibrage de la tête de compression à l'aide de blocs de dureté standard tels que le quartz fondu, acquisition de la courbe charge - déplacement par plusieurs indentations, calcul de la surface de contact réelle par rapport à la valeur de dureté, correction des erreurs du système.

2. Réglage des paramètres expérimentaux

- réglage des paramètres tels que la charge maximale (par exemple, 100 μn - 10 mn), la profondeur d'enfoncement (par exemple, 100 nm - 5 μm), le taux de charge (par exemple, 0,5 Mn / s), etc., doivent être ajustés en fonction de la dureté du matériau pour éviter que La surcharge endommage la tête de pression ou l'échantillon.

- définir le programme de chargement - maintien - déchargement (par exemple, le mode de chargement trapézoïdal) et régler la fréquence d'échantillonnage des données (généralement ≥ 1 kHz).

Iii. Processus d'opération d'essai

1. Essai d'indentation

- après le démarrage de la procédure, le vérin de manipulation s'approche lentement de la surface de l'échantillon, en s'ajustant à l'état de contact (étalonnage au point zéro).

- chargez la charge selon la procédure définie, surveillez la courbe charge - déplacement en temps réel, observez les phases de déformation élastique et de déformation plastique.

- Attendez un certain temps (par exemple 30 secondes) après le déchargement pour éliminer les effets de la dérive thermique avant de procéder à la prochaine Indentation.

2. Mesure multipoint et contrôle de répétabilité

- plusieurs indentations (généralement ≥ 5) sont nécessaires pour le même échantillon, en prenant des valeurs moyennes pour améliorer la fiabilité des données.

- Évitez les distances trop rapprochées entre les indentations (recommandé ≥ 10 fois la profondeur d'indentation) et évitez les erreurs dues à la superposition de champs de contrainte.

Iv. Traitement et analyse des données

1. Traitement de la courbe charge - déplacement

- Enregistrer les courbes de chargement et de déchargement, calculer la rigidité de contact en ajustant la pente du segment de déchargement (s) et la dureté en combinaison avec la charge maximale (p.max) et la profondeur de contact (h.c):

\ [h = \ \ frac {p} {\ text {max}} {a} \ \ Quad \ text {où} \ \ Quad a = f (h \ c) \]

Où a est la zone de projection de l'empreinte, déterminée par la géométrie polynomiale de la tête de compression ajustée.

- le module d'élasticité est calculé par le modèle de rugby, il est nécessaire d'entrer des paramètres matériels tels que le coefficient de poisson.

2. Sources d'erreur et corrections

- les erreurs courantes comprennent la dérive thermique, l'usure des indenteurs, la rugosité de la surface de l'échantillon, etc., qui doivent être corrigées par l'étalonnage et les expériences à blanc.

- pour les matériaux mous ou les films, un modèle de modification de l'effet de base (par exemple, le modèle King) doit être appliqué.

V. Entretien des instruments et précautions

1. Entretien quotidien

- nettoyez la tête de presse et la table d'échantillonnage après l'essai pour éviter que les particules résiduelles n'affectent les expériences ultérieures.

- Vérifiez régulièrement la netteté de l'indenteur, si l'usure est grave, il faut le remplacer ou le réaligner.

- couvercle anti - poussière lors du stockage pour éviter la moisissure des composants optiques due à un environnement humide.

2. Spécifications opérationnelles

- Évitez de changer fréquemment le sens de chargement et évitez la défaillance de la surchauffe de la céramique piézoélectrique.

- il est strictement interdit de surcharger le fonctionnement, la profondeur d'indentation ne dépasse généralement pas 10 fois le rayon de l'indenteur.

- les données doivent être sauvegardées en temps réel, l'état de l'instrument est vérifié à temps et recalibré en cas de panne de courant soudaine.