Vom Indent zum Scratch – Nanomechanische Tests

Da Bauteile immer kleiner und Beschichtungen immer dünner werden, erlangt die direkte und genaue Bestimmung mechanischer Eigenschaften im Nanobereich immer größere Bedeutung. Versteht man die Effekte im Nanobereich, wird es einfacher, auch Effekte im Makrobereich vorherzusagen. Damit bekommen die entsprechenden Messmethoden eine entscheidende Bedeutung bei der Entwicklung der Materialien und Herstellungsmethoden im Hinblick auf optimierte Produkteigenschaften. Aus diesem Grund entwickelte sich jenseits der klassischen mechanischen Prüfverfahren, welche in der Makrodimension angesiedelt sind, in den letzten fünf Jahren ein neuer Zweig der Werkstoffprüfung, der sich mit den Materialeigenschaften im Nanobereich beschäftigt. Dies ist von grundlegender Bedeutung für die Nanotechnologie. In diesem Bericht sollen zwei Geräte in Bezug zueinander gesetzt werden, die die Messung verschiedener nanomechanischer Eigenschaften erlauben. Dabei handelt es sich um das TriboScope (Hysitron Inc.) als Aufsatz für ein Rasterkraftmikroskop (SFM) und das Nanoscan (Technological Institute for Superhard and Novel Carbon Materials; Troitsk/Russland), dargestellt in den Abbildungen 1 und 2. Diese ermöglichen die Messung von Härte und E-Modul einer Oberfläche