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RESCOLL est équipé d’un Nano-Indenteur NHT et Nano-Scratch Tester NST

Rescoll’Blog / 24 mars 2023

Caractérisation des propriétés mécaniques des couches minces

Rescoll est équipé d’un Nano-Indenteur NHT et Nano-Scratch Tester NST de chez CSM Instrument.

Un nano-indenteur permet de déterminer les propriétés mécaniques de couches minces ou revêtements tout en s’affranchissant des contraintes liées au substrat qui les supporte. S’il est possible de caractériser des couches de quelques centaines de microns par des méthodes classiques (traction, compression, flexion), cela s’avère difficile pour les couches de plus faible épaisseur.

Ainsi, la technique de nanoindentation rend possible la caractérisation de couches minces de faible épaisseur (< 100 µm). De plus, la nanoindentation ne nécessite qu’un échantillon plan et de peu de matière. Le contrôle de la force et de la profondeur de pénétration d’un indent dans le revêtement permet de remonter aux caractéristiques suivantes :

  • Dureté d’indentation ;
  • Module d’Young ;
  • Energie élastique, plastique et de fracture ;
  • Ténacité.

Les modules élastique (module de conservation) et visqueux (module de perte) ainsi que le comportement des revêtements en fatigue peuvent être déterminées par la méthode d’analyse dynamique disponible sur cet appareil.

Les caractéristiques du Nano-Indenteur NHT sont les suivantes :

  • Gamme de charge de 0,1 à 500 mN ;
  • Indenteur type Berkovich ou coin de cube ;
  • Analyse dynamique allant jusqu’à une fréquence de 20 Hz.

L’indenteur est adapté pour caractériser des matériaux selon les normes ISO 14577 et ASTM E2546.

Le nano-scratch permet quant à lui d’étudier le comportement d’un matériau lorsqu’on le soumet à un test à la rayure.

Une pointe entre en contact avec l’échantillon sous charge et déplacement contrôlés. La force tangentielle résultante est mesurée. Sont ainsi caractérisées :

  • la résistance à la rayure sous charge du matériau (avec mesure de la charge critique d’apparition du défaut) ;
  • le coefficient de friction ;
  • l’adhérence d’un revêtement sur un substrat ;
  • la cartographie de la rayure.

 

Exemple d’étude : suivi de la résorption d’une rayure contrôlée sur un vernis auto-cicatrisant.

Il répond à la norme ASTM D7187 (Scratch/Mar Behaviour of paint coatings).

 

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