Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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SYME: Mechanical Properties of Thin Films

SYME 2: Nanoindentation

SYME 2.3: Vortrag

Dienstag, 12. März 2002, 10:00–10:15, H 4

Zyklische und zeitabhängige Nanoindentierungsmessungen — •Bodo Wolf^1,2, Ronald Ries¹, Asta Richter¹, Peter Paufler², Margarita Guenther² und Gunnar Suchareck² — ¹Technische Fachhochschule Wildau — ²TU Dresden

In Multiindents lassen sich aus dem Verhalten bei Entlastung und Wiederbelastung (Hystereseschleifen) Informationen über Energiedissipationsmechanismen gewinnen. Zur quantitativen Diskussion wird ein Dissipationsparameter als Verhältnis der Schleifenenergie zur gesamten elastisch gespeicherten Energie eingeführt. Als Verlustmechanismen werden Phasenumwandlungen, viskoses Fliessen und Öffnen sowie Schliessen von Rissen in der Arbeit diskutiert. InSb und Si zeigen eine druckinduzierte Phasenumwandlung. Ionenstrahlmodifizierung der Oberfläche lässt die Hysterese verschwinden, was durch eine partielle Amorphisierung erklärt wird. Härte und E-Modul ändern sich nur unwesentlich. Auch Polymere zeigen nach Ionenimplantation ein Verschwinden der Hysterese, wenn sich die Eindrucktiefe auf den Bereich der modifizierten Oberflächenschicht beschränkt. Allerdings erhöhen sich Härte und E-Modul hier um nahezu eine Grössenordnung, was durch Vernetzung der Kohlenwasserstoffketten erreicht wird. Die erschwerte Relativbewegung der Polymermoleküle erklärt auch den Verlust an Viskosität. Zyklische Ermüdung wurde an Saphir und GaAs durch eine Reduktion der Pop-in-Spannung nach Multibelastung nachgewiesen. Weiterhin wurden Kriechexperimente ausgeführt und der Spannungsexponent des Indentierungskriechens ermittelt.