Kompakter Nanoindenter mit integrierten Weg- und Kraftsensoren

Abstract:
Die mechanische Charakterisierung dünner Schichten ist für viele Anwendungen wichtig. Zur Bestimmung der Härte stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Die Nanoindentation, auch instrumentierter Eindringversuch genannt, wird beschrieben. Der Eindringkörper ist eine Diamantspitze bekannter Geometrie, die in die zu prüfende Oberfläche eingedrückt wird. Aus der kontinuierlich gemessenen Kraft in Abhängigkeit vom Eindringweg können die Größen Härte und reduzierter Elastizitätsmodul bestimmt werden. Es wird eine neue Sensoranordnung beschrieben. Zwei übereinander angeordnete Wegaufnehmer erfassen die Kennlinie. Da beide Messwege und die Messkraft auf einer Linie liegen, entspricht die Anordnung dem „Abbeschen Komparatorprinzip“. Als Sensor wird ein 3D-Kraftsensor auf Siliziumbasis mit 4 Messbrücken verwendet.