Hamburg 2001 – scientific programme

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DS: Dünne Schichten

DS 22: Schichteigenschaften V

DS 22.4: Talk

Thursday, March 29, 2001, 11:30–11:45, S 13/14

Nanoindenter Experimente in der Nähe von Ecken und Kanten — •Ilja Hermann, Norbert Schwarzer, Thomas Chudoba und Frank Richter — Institut für Physik, TU Chemnitz, 09107 Chemnitz

In diesem Beitrag werden die Ergebnisse elastischer Eindruckversuche an Kanten mit kugelförmigen Indentern mit berechneten Last-Tiefen-Kurven verglichen. Mit einer existierenden analytischen Theorie können elastische Eindruckversuche in einen geschichteten Halbraum ausgewertet werden. In der Praxis ist jedoch die Annahme eines Halbraumes nicht immer gerechtfertigt, so daß es zur Fehlinterpretation von Messergebnissen kommen kann. Für die Fehlerabschätzung ist daher eine entsprechende analytische Theorie für die freie Kante (Viertelraum) von grundsätzlichem Interesse. Es wird zunächst eine neue Methode vorgestellt, welche die Bestimmung mechanischer Eigenschaften dünner Schichten aus dem elastischen Kugeleindruckversuch gestattet. Grundlage dafür bildet eine analytische Lösung für den Kugeleindruck in geschichtete Materialien, die vor kurzem auch auf Viertelräume erweitert wurde. Im Weiteren geht es um Details zur experimentellen Überprüfung der Viertelraumlösung mit dem Nanoindenter UMIS2000. Insbesondere werden dabei Aspekte der Probenpräparation, Kantendetektion und Kanten-Formcharakterisierung diskutiert. Im letzten Punkt wird der Einfluß des Abstandes des Kontaktflächenrandes von einer Kante auf die beim Eindruckversuch messbaren Größen Last und Tiefe gezeigt und zusammen mit den Resultaten der erweiterten Theorie diskutiert.