TY - THES

T1 - Einfluss der Indentergeometrie auf die Resultate von Indentationsmessungen

AU - Rathmayr, Georg Benedikt

N1 - gesperrt bis null

PY - 2008

Y1 - 2008

N2 - Das Verständnis von Werkstoffen bzw. die Charakterisierung ihrer Eigenschaften im Submikrometerbereich stellt eine der zentralen Aufgabengebiete der aktuellen Werkstoffforschung dar. Die Erforschung kleinerer Dimension erfordert neue oder zumindest stark adaptierte Untersuchungsmethoden. Eine dieser adaptierten Methoden ist die Nanoindentation, welche eine Weiterentwicklung der klassischen Härteprüfung darstellt. Diese Technik ermöglich, bei sehr geringem Probenaufwand, die gleichzeitige Bestimmung von Härte und Indentermodul. Bei isotropen Materialien (z.B. Polykristallen) stimmen die Werte mit theoretischen und Vergleichsdaten aus anderen Versuchsaufbauten sehr gut überein. Ein anders Bild ergibt sich bei Betrachtung von anisotropen Materialien, wie zum Beispiel Einkristallen oder Cellulosefasern. Hier stimmen zwar die Härtewerte sehr gut mit Vergleichsdaten überein, jedoch zeigt der Indentermodul nicht jene Richtungsabhängigkeit, wie sie in der Literatur zu finden ist. Zwar gibt es verschiedene Korrekturansätze, trotzdem bleibt es ein Traum den tatsächlichen E-modul einer Orientierung mittels Indentierung zu messen. Da alle konventionell verwendeten Indenter immer eine spitze bzw. sphärische Form besitzen, ist aus geometrischen Überlegungen nachvollziehbar, dass im Zuge einer Belastung immer mehrere Orientierungen an der Wechselwirkung Indenter Probe beteiligt sein sollten. Die vorliegende Arbeit untersuchte, ob es mit einem Flatpunchindenter möglich ist, die Eigenschaften von exakt einer Richtung zu messen. Zu diesem Zweck wurden Kupfereinkristalle verschiedener Orientierung und Cellulosefasern untersucht. Zusätzlich wurden bei gleichen Bedingungen die Proben mit einem Berkovich, einem konischen Indenter und einem Cube Corner untersucht um mögliche Zusammenhänge zwischen diesen vier Indentertypen zu finden.

AB - Das Verständnis von Werkstoffen bzw. die Charakterisierung ihrer Eigenschaften im Submikrometerbereich stellt eine der zentralen Aufgabengebiete der aktuellen Werkstoffforschung dar. Die Erforschung kleinerer Dimension erfordert neue oder zumindest stark adaptierte Untersuchungsmethoden. Eine dieser adaptierten Methoden ist die Nanoindentation, welche eine Weiterentwicklung der klassischen Härteprüfung darstellt. Diese Technik ermöglich, bei sehr geringem Probenaufwand, die gleichzeitige Bestimmung von Härte und Indentermodul. Bei isotropen Materialien (z.B. Polykristallen) stimmen die Werte mit theoretischen und Vergleichsdaten aus anderen Versuchsaufbauten sehr gut überein. Ein anders Bild ergibt sich bei Betrachtung von anisotropen Materialien, wie zum Beispiel Einkristallen oder Cellulosefasern. Hier stimmen zwar die Härtewerte sehr gut mit Vergleichsdaten überein, jedoch zeigt der Indentermodul nicht jene Richtungsabhängigkeit, wie sie in der Literatur zu finden ist. Zwar gibt es verschiedene Korrekturansätze, trotzdem bleibt es ein Traum den tatsächlichen E-modul einer Orientierung mittels Indentierung zu messen. Da alle konventionell verwendeten Indenter immer eine spitze bzw. sphärische Form besitzen, ist aus geometrischen Überlegungen nachvollziehbar, dass im Zuge einer Belastung immer mehrere Orientierungen an der Wechselwirkung Indenter Probe beteiligt sein sollten. Die vorliegende Arbeit untersuchte, ob es mit einem Flatpunchindenter möglich ist, die Eigenschaften von exakt einer Richtung zu messen. Zu diesem Zweck wurden Kupfereinkristalle verschiedener Orientierung und Cellulosefasern untersucht. Zusätzlich wurden bei gleichen Bedingungen die Proben mit einem Berkovich, einem konischen Indenter und einem Cube Corner untersucht um mögliche Zusammenhänge zwischen diesen vier Indentertypen zu finden.

KW - nanoindentation flatpunch copper single crystal cellulose fibres indentation hardness indentation modulus

KW - Flatpunch Nanoindentation Kupfereinkristall Cellulose Indentermodul Indenterhärte

M3 - Diplomarbeit

ER -