Nanoindenter
Un nanoindentador es el componente principal para las pruebas de dureza de indentación utilizadas en nanoindentación . Desde mediados de la década de 1970, la nanoindentación se ha convertido en el método principal para medir y probar volúmenes muy pequeños de propiedades mecánicas. La nanoindentación, también llamada indentación de detección de profundidad o indentación instrumentada , ganó popularidad con el desarrollo de máquinas que podían registrar cargas pequeñas y desplazamientos con alta precisión y precisión. [1] [2] Los datos de desplazamiento de carga se pueden utilizar para determinar el módulo de elasticidad , dureza, límite elástico , tenacidad a la fractura ,propiedades de dureza y desgaste al rayado . [3]
Hay muchos tipos de nanointroductores en uso actual que se diferencian principalmente en la geometría de su punta. Entre las numerosas geometrías disponibles se encuentran pirámides de tres y cuatro lados , cuñas , conos , cilindros , filamentos y esferas . Varias geometrías se han convertido en un estándar común bien establecido debido a su uso extendido y propiedades bien conocidas; como Berkovich, cube corner, Vickers y nanoindenters Knoop . Para cumplir con la alta precisión requerida, los nanointroductores deben realizarse siguiendo las definiciones de ISO 14577-2, [4] y ser inspeccionados y medidos con equipos y estándares trazables alInstituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). El extremo de la punta del penetrador se puede hacer afilado, plano o redondeado a una forma cilíndrica o esférica. El material para la mayoría de los nanointroductores es el diamante y el zafiro , aunque se pueden utilizar otros materiales duros como el cuarzo , el silicio , el tungsteno , el acero , el carburo de tungsteno y casi cualquier otro metal duro o material cerámico . El diamante es el material más utilizado para la nanoindentación debido a sus propiedades de dureza, conductividad térmica e inercia química . En algunos casos eléctricamente conductivo El diamante puede ser necesario para aplicaciones especiales y también está disponible.
Los nanoindentradores se montan en soportes que podrían ser el diseño estándar de un fabricante de equipos de nanoindentrado o un diseño personalizado. El material del soporte puede ser acero, titanio , cerámica mecanizable , otros metales o materiales rígidos. En la mayoría de los casos, el penetrador se fija al soporte mediante un proceso de unión de metal rígido. El metal forma un enlace molecular con ambos materiales, ya sea diamante-acero, diamante-cerámica, etc.
Las dimensiones del nanoindentador son muy pequeñas, algunas de menos de 50 micrómetros (0,0020 pulgadas), y están hechas con una geometría angular precisa para lograr las lecturas de alta precisión necesarias para la nanoindentación. Los instrumentos que miden ángulos en objetos más grandes, como transportadores o comparadores , no son ni prácticos ni lo suficientemente precisos para medir ángulos nanoindentadores incluso con la ayuda de microscopios . Para mediciones precisas, se utiliza un goniómetro láser para medir los ángulos del nanoindenter de diamante. Las caras del nanoindentador están muy pulidas y son reflectantes, lo que es la base para las mediciones del goniómetro láser. El goniómetro láser puede medir dentro de una milésima de grado en ángulos especificados o solicitados. [5]
