Broschüre Mikrohärte-Produktlinie

RasterkraftmikroskopAbb. 1: PICODENTOR ® HM500mit Messkammer und RasterkraftmikroskopVisualisierung und Quantifizierung von Strukturenim NanometerbereichUm weitere Aussagen über die Materialeigenschaftenzu erhalten, kann der PICODENTOR HM500 optionalmit einem Rasterkraftmikroskop (Atomic Force Microscope,AFM) aufgerüstet werden (Abb. 1).Die Ergebnisse einer AFM-Messung zeigt Abb. 2. Manerkennt die typische pyramidale Form eines Vickersindentors.Damit bietet das AFM die Möglichkeit,optisch nicht mehr sichtbare Strukturen zu betrachten.Der programmierbare XY-Tisch mit einer Wiederanfahrgenauigkeit≤ 0,5 μm, der aktive Schwingungsdämpfungstischund die geschlossene Messkammerbieten ideale Voraussetzungen für zusätzliche AFM-Messungen.Ein AFM tastet eine Probenoberfläche physisch ab.Dazu hat das AFM einen „Cantilever“ mit einer sehr feinenSiliziumspitze, um Höhenunterschiede zu messen.Die Messfläche wird linienweise abgescannt und dieHöheninformation Punkt für Punkt hochgenau erfasst.Die Auflösung in XY-Richtung liegt bei ungefähr 10 nm.Die gewonnenen Daten lassen sich unterschiedlich darstellen:Neben der Topographie der Oberfläche, diedas Höhenprofil zeigt, bietet das AFM noch die Möglichkeit,die Phase und die Amplitude der Schwingungdes Cantilevers zu bestimmen. Diese beiden Parametergeben Auskunft über zusätzliche Materialeigenschaften.Insbesondere Eindrücke des Indentors bei kleinstenMaximalkräften lassen sich mithilfe des AFM idealdarstellen.Abb. 2: AFM-Messung (3D-Darstellung) eines Eindruckes mit einerMaximalkraft von 5 mN, Skala z-Achse: 50 nmEin weiteres Beispiel zeigt Abb. 3, das eine Messungauf Wolfram darstellt (F max = 50 mN). Am Rand desIndentor-Eindrucks wölbt sich das Material auf, ein PileUp (Aufwölbung) entsteht. Dieses Verhalten ist einecharakteristische Eigenschaft von Wolfram und anderenMaterialien. Pile Ups führen zu einer größerenKontaktfläche bei der instrumentierten Eindringprüfungund beeinflussen damit die Kenngrößen.Abb. 3: Eindruck auf Wolfram (F max = 50 mN) mit deutlich erkennbarenAufwölbungen12 Mikrohärte Produktübersicht