Nanoindentaatio

Nanoindentaatio on tekniikka, jolla mitataan erityyppisten pintojen mekaanisia ominaisuuksia, kuten kimmokerrointa ja kovuutta hyvin pienessä mittakaavassa. Se on nopea ja tehokas menetelmä, joka soveltuu käytettäväksi hyvin pienikokoisille näytteille ja suuremmista näytteistä rajatuille alueille. Nanoindentaatiota käytetään eri näytetyyppien ominaisuuksien kartoittamiseen. Soveltuvia näytteitä ovat esimerkiksi kalvot, polymeerit, biologiset materiaalit ja elektroniset komponentit.

  • Nopeat tulokset
  • Henkilökohtaista apua asiantuntijoilta
  • Kilpailukykyiset hinnat
  • Takuu tulosten oikeellisuudesta

Mitä on nanoindentaatio?

Nanoindentaatio on menetelmä, jolla mitataan mekaanisia ominaisuuksia, kuten kimmokerrointa ja kovuutta. Se soveltuu myös materiaalin jäykkyyden, murtumissitkeyden, delaminaation, vetolujuuden ja jännitysrelaksaation määritykseen. Nanoindentaatio soveltuu käytettäväksi hyvin pienikokoisille näytteille ja suuremmista näytteistä rajatuille alueille. Nanoindentaatiota käytetään laajasti esimerkiksi konetekniikassa ja tuotekehityksessä. Käsitteenä nanoindentaatio pitää sisällään muutamia erilaisia menetelmiä, kuten kvasistaattinen, dynaaminen ja jatkuva jäykkyysmittaus. Perinteinen testausmenetelmä koostuu yksinkertaisesta kvasistaattisesta kuorman tunkeumasta. Kuorman ja painaumasyvyyden avulla lasketaan kyseisen näytemateriaalin mekaaniset ominaisuudet. Dynaaminen nanoindentaatio käyttää värähtelevää kuorman vaihtelua testattavan materiaalin ominaisuuksien tutkimiseen. Jatkuva jäykkyysmittaus (Continuous Stiffness Measurement, CSM) yhdistää staattisen ja dynaamisen kuormituksen tunkeuman aikana. Tämä mahdollistaa syvyydestä riippuvien ominaisuuksien mittaamisen nopeasti ja tehokkaasti.

Miten nanoindentaatio toimii?

Nanoindentaatiossa näytteen pinnan painamiseen käytetään erittäin pientä koettimen kärkeä, joka on yleensä valmistettu timantista tai muusta kovasta materiaalista. Järjestelmä mittaa kärkeen kohdistuvaa kuormitusta sekä painauman syvyyttä koko prosessin ajan. Nanoindentaatiolla voidaan määrittää materiaalin fysikaalisia ominaisuuksia, kuten kuinka paljon se vastustaa siihen kohdistettua voimaa ja kuinka hyvin pinta palautuu voiman poistamisen jälkeen. Kimmokerroin ja kovuus voidaan laskea tunkeutumissyvyyden, kosketussyvyyden ja kosketuspinta-alan avulla. Mitä kovempaa materiaali on, sitä pienempi painauma syntyy.

Nanoindentaatio ja atomivoimamikroskopia

Atomivoimamikroskoopeilla on kyky suorittaa samanlainen analyysi kuin nanoindentaatiolla, kunhan näytemateriaali on pehmeämpää kuin AFM-laitteen koettimen kärki. Pinnanmuodot jäljitetään koettimella ja sijaintitiedot tallennetaan näytteen pinnan topografisten mittausten mukana. Saatujen tietojen avulla voidaan tuottaa kuva pinnasta pienessä mittakaavassa, ja muodostunutta kuvaa voidaan analysoida edelleen. Nykyaikaisimmat nanoindentaatio-instrumentit voidaan liittää suoraan AFM:ään tehokkaimpien ja tarkimpien mittausten saavuttamiseksi.

Mihin nanoindentaatiota käytetään?

Nanoindentaatiota käytetään materiaalien karakterisointiin monilla eri tieteen ja tekniikan aloilla. Se soveltuu laajasti kaikenlaisille materiaaleille. Yksinkertaisena ja tehokkaana analyysimenetelmänä nanoindentaatio on hyvin yleisesti käytössä oleva materiaalien mekaaninen testausmenetelmä. Yksi nanoindentaation selkeä etu on sen soveltuvuus hyvin pienien näytekokojen mittaukseen. Sitä voidaan käyttää myös tietyn alueen analysointiin suurissa näytteissä. Nanoindentaatiota voidaan käyttää elektroniikassa, pakkauksissa, biologisissa näytteissä, rakennusmateriaaleissa ja polymeerien karakterisoinnissa. Nanoindentaatiota käytetään tyypillisesti ohuille kalvoille, metalliseoksille, pehmytkudoksille, pinnoitteille ja komposiiteille. Menetelmä on erityisen hyödyllinen nykyteknologiassa, jossa komponentit pienenevät jatkuvasti. Nanoindentaatio on erinomainen tapa analysoida pieniä rakenteita ja kerätä arvokasta tietoa niiden fysikaalisista ominaisuuksista.

Soveltuvat näytteet ja esivalmistelu

Periaatteessa nanoindentaatio ei vaadi näytteen valmistelua. Irralliset näytteet ja esineet eivät kuitenkaan yleensä ole suoraan sopivia laitteeseen laitettavaksi. Jos näyte irrallinen, se voidaan liimata AFM-näytelevylle, lasilevylle tai kiekolle. Näytteen pinnan karheus vaikuttaa mitattuihin mekaanisiin ominaisuuksiin. Tästä syystä näytteen pinnan karheuden tulee olla riittävän suuri verrattuna koettimen kärjen pinta-alaan.

Nanoindentaation rajoitteet

Materiaalin ominaisuuksista riippuen näytemateriaalin "kasaantuminen" tai "uppoaminen" voi aiheuttaa ongelmia tunkeuman syvyyden laskennassa. Tästä syystä mittaukset joko erittäin pehmeillä tai erittäin karkeilla pinnoilla voivat olla haastavia tai jopa mahdottomia.

Tarvitsetko nanoindentaatio-analyysin?

Me tarjoamme laadukkaita nanoindentaatio-analyysejä kilpailukykyiseen hintaan. Asiantuntijamme ovat myös aina valmiita auttamaan jos sinulla on kysymyksiä näytteisiisi tai niiden soveltuvuuteen liittyen. Ota meihin yhteyttä alla olevan lomakkeen kautta tai sähköpostitse  info@measurlabs.com.

Soveltuvat näytematriisit

  • Polymeerit
  • Kalvot
  • Metalliseokset
  • Biologiset näytteet
  • Mikroelektroniikka

Tyypilliset käyttökohteet

  • Tiettyjen alueiden analysointi näytteestä
  • Paikallisten mekaanisten ominaisuuksien määritys
  • Pienten näytteiden testaus
  • Pehmytkudosnäytteiden tutkiminen
  • Ohutkalvomateriaalien tutkiminen
  • Ohutkalvojen kiinnityskyky
  • Moduulien kartoitus
  • Vika-analyysit mm. pinnoitteille
  • Rakenteellisen vaatimustenmukaisuuden testaus

Ota yhteyttä

Ota yhteyttä alla olevalla lomakkeella, niin saat tarjouksen testauspalveluista yhdessä arkipäivässä.

Voit myös lähettää sähköpostia info@measurlabs.com tai soittaa meille numeroon +358 50 336 6128

Vastaamme aina yhdessä arkipäivässä.

Usein kysytyt kysymykset

Mihin nanoindentaatiota tyypillisesti käytetään?

Nanoindentaatiota käytetään pintojen mekaanisten ominaisuuksien analysointiin. Esimerkkejä tutkittavista ominaisuuksista ovat materiaalin kovuus, kimmokerroin, jäykkyys, murtumissitkeys, delaminaatio, vetolujuus ja jännitysrelaksaatio.

Mitkä ovat nanoindentaation rajoitteet?

Erittäin pehmeiden tai karkeiden pintojen analysointi voi olla haastavaa tai jopa mahdotonta näytemateriaalin "kasaantumisen" tai "uppoamisen" takia.

Millaiset näytteet soveltuvat nanoindentaatioon?

Nanoindentaatiota voi käyttää polymeerien, kalvojen, metalliseosten, mikroelektroniikan sekä biologisten näytteiden analysoimiseen.

Mikä Measurlabs on?

Measurlabs tarjoaa erilaisia laboratorioanalyyseja tuotekehittäjille ja laatujohtajille. Suoritamme osan analyyseista omassa laboratoriossamme, mutta enimmäkseen ulkoistamme ne huolella valikoiduille kumppanilaboratorioille. Tällä tavoin pystymme lähettämään kunkin näytteen sille sopivimpaan laboratorioon ja tarjoamaan asiakkaillemme korkealaatuisia analyyseja yli tuhannella eri menetelmällä.

Miten palvelu toimii?

Kun otat meihin yhteyttä tarjouspyyntölomakkeella tai sähköpostilla, yksi menetelmäasiantuntijoistamme ottaa mittauksesi hoitaakseen ja vastaa mahdollisiin kysymyksiisi. Saat kirjallisen tarjouksen, jossa on kerrottu mittauksen yksityiskohdat ja osoite, johon voit lähettää näytteet. Me huolehdimme sen jälkeen näytteiden toimittamisesta oikeisiin laboratorioihin ja kirjoitamme tuloksista sinulle selkeän mittausraportin.

Kuinka lähetän näytteeni?

Näytteet toimitetaan laboratorioomme yleensä lähetillä. Varmista yksityiskohdat asiantuntijamme kanssa ennen näytteiden lähettämistä.

Nanoindentaatio on tekniikka jolla mitataan erityyppisten pintojen mekaanisia ominaisuuksia, kuten kimmokerrointa ja kovuutta hyvin pienessä mittakaavassa. Nanoindentaatiota käytetään esimerkiksi kalvojen, polymeerien, biologisten materiaalien ja elektronisten komponenttien analysoimiseen. Measurlabs tarjoaa ladukkaat nanoindentaatiomittaukset maailman parhaissa laboratorioissa.