{"id":7821,"date":"2017-02-11T14:40:05","date_gmt":"2017-02-11T14:40:05","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=7821"},"modified":"2023-06-08T16:10:38","modified_gmt":"2023-06-08T16:10:38","slug":"mesure-de-la-contrainte-et-de-la-deformation-par-nanoindentation-cyclique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/cyclical-nanoindentation-stress-strain-measurement\/","title":{"rendered":"Mesure de la contrainte-d\u00e9formation par nanoindentation cyclique"},"content":{"rendered":"
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Mesure de la contrainte-d\u00e9formation par nanoindentation cyclique<\/p>

En savoir plus<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Importance de la nanoindentation
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Mesures continues de la rigidit\u00e9 (CSM) obtenues par nanoindentation<\/a> r\u00e9v\u00e8le la relation contrainte-d\u00e9formation des mat\u00e9riaux \u00e0 l'aide de m\u00e9thodes peu invasives. Contrairement aux m\u00e9thodes traditionnelles d'essai de traction, la nanoindentation fournit des donn\u00e9es sur la contrainte et la d\u00e9formation \u00e0 l'\u00e9chelle nanom\u00e9trique sans qu'il soit n\u00e9cessaire d'utiliser un instrument de grande taille. La courbe contrainte-d\u00e9formation fournit des informations cruciales sur le seuil entre le comportement \u00e9lastique et plastique lorsque l'\u00e9chantillon est soumis \u00e0 des charges croissantes. Le CSM permet de d\u00e9terminer la limite d'\u00e9lasticit\u00e9 d'un mat\u00e9riau sans \u00e9quipement dangereux.<\/span><\/p>

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La nanoindentation offre une m\u00e9thode fiable et conviviale pour \u00e9tudier rapidement les donn\u00e9es de contrainte-d\u00e9formation. En outre, la mesure du comportement contrainte-d\u00e9formation \u00e0 l'\u00e9chelle nanom\u00e9trique permet d'\u00e9tudier des propri\u00e9t\u00e9s importantes sur de petits rev\u00eatements et particules dans des mat\u00e9riaux de plus en plus perfectionn\u00e9s. La nanoindentation fournit des informations sur la limite \u00e9lastique et la limite d'\u00e9lasticit\u00e9 en plus de la duret\u00e9, du module d'\u00e9lasticit\u00e9, du fluage, de la r\u00e9sistance \u00e0 la rupture, etc., ce qui en fait un instrument de m\u00e9trologie polyvalent.<\/p>

Les donn\u00e9es de contrainte-d\u00e9formation fournies par la nanoindentation dans cette \u00e9tude identifient la limite \u00e9lastique du mat\u00e9riau tout en ne p\u00e9n\u00e9trant que de 1,2 micron dans la surface. Nous utilisons la MSC pour d\u00e9terminer comment les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques des mat\u00e9riaux \u00e9voluent lorsqu'un p\u00e9n\u00e9trateur p\u00e9n\u00e8tre plus profond\u00e9ment dans la surface. Ceci est particuli\u00e8rement utile dans les applications de films minces o\u00f9 les propri\u00e9t\u00e9s peuvent d\u00e9pendre de la profondeur. La nanoindentation est une m\u00e9thode peu invasive pour confirmer les propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux dans les \u00e9chantillons d'essai.<\/p>

L'essai CSM est utile pour mesurer les propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux en fonction de la profondeur. Des essais cycliques peuvent \u00eatre effectu\u00e9s \u00e0 des charges constantes pour d\u00e9terminer des propri\u00e9t\u00e9s plus complexes du mat\u00e9riau. Cela peut \u00eatre utile pour \u00e9tudier la fatigue ou \u00e9liminer l'effet de la porosit\u00e9 pour obtenir le v\u00e9ritable module d'\u00e9lasticit\u00e9.<\/p>

Objectif de la mesure<\/p>

Dans cette application, le testeur m\u00e9canique Nanovea utilise la MSC pour \u00e9tudier la duret\u00e9 et le module d'\u00e9lasticit\u00e9 en fonction de la profondeur et des donn\u00e9es de contrainte-d\u00e9formation sur un \u00e9chantillon d'acier standard. L'acier a \u00e9t\u00e9 choisi pour ses caract\u00e9ristiques commun\u00e9ment reconnues afin de montrer le contr\u00f4le et la pr\u00e9cision des donn\u00e9es de contrainte-d\u00e9formation \u00e0 l'\u00e9chelle nanom\u00e9trique. Une pointe sph\u00e9rique d'un rayon de 5 microns a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e pour atteindre des contraintes suffisamment \u00e9lev\u00e9es au-del\u00e0 de la limite \u00e9lastique de l'acier.<\/span><\/p>

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Conditions et proc\u00e9dures d'essai
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Les param\u00e8tres d'indentation suivants ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s :<\/span><\/p>

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R\u00e9sultats : <\/strong><\/em><\/p>

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L'augmentation de la charge pendant les oscillations fournit la courbe de profondeur en fonction de la charge suivante. Plus de 100 oscillations ont \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9es pendant le chargement pour trouver les donn\u00e9es de contrainte-d\u00e9formation lorsque le p\u00e9n\u00e9trateur p\u00e9n\u00e8tre dans le mat\u00e9riau.<\/span><\/p>

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Nous avons d\u00e9termin\u00e9 la contrainte et la d\u00e9formation \u00e0 partir des informations obtenues \u00e0 chaque cycle. La charge et la profondeur maximales \u00e0 chaque cycle nous permettent de calculer la contrainte maximale appliqu\u00e9e \u00e0 chaque cycle sur le mat\u00e9riau. La d\u00e9formation est calcul\u00e9e \u00e0 partir de la profondeur r\u00e9siduelle \u00e0 chaque cycle provenant du d\u00e9chargement partiel. Cela nous permet de calculer le rayon de l'empreinte r\u00e9siduelle en divisant le rayon de la pointe pour obtenir le facteur de d\u00e9formation. Le trac\u00e9 de la contrainte en fonction de la d\u00e9formation pour le mat\u00e9riau montre les zones \u00e9lastique et plastique avec la contrainte limite \u00e9lastique correspondante. Nos tests ont d\u00e9termin\u00e9 que la transition entre les zones \u00e9lastique et plastique du mat\u00e9riau se situe autour de 0,076 d\u00e9formation avec une limite \u00e9lastique de 1,45 GPa.<\/p>

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Chaque cycle agit comme une empreinte unique. Ainsi, \u00e0 mesure que nous augmentons la charge, nous effectuons des tests \u00e0 diff\u00e9rentes profondeurs contr\u00f4l\u00e9es dans l'acier. Ainsi, la duret\u00e9 et le module d'\u00e9lasticit\u00e9 en fonction de la profondeur peuvent \u00eatre trac\u00e9s directement \u00e0 partir des donn\u00e9es obtenues pour chaque cycle.<\/p>

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Au fur et \u00e0 mesure que le p\u00e9n\u00e9trateur p\u00e9n\u00e8tre dans le mat\u00e9riau, la duret\u00e9 augmente et le module d'\u00e9lasticit\u00e9 diminue.<\/p>

Conclusion<\/p>

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Nous avons montr\u00e9 que le testeur m\u00e9canique Nanovea fournit des donn\u00e9es de contrainte-d\u00e9formation fiables. L'utilisation d'une pointe sph\u00e9rique avec indentation CSM permet de mesurer les propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux sous une contrainte accrue. La charge et le rayon de l'indentation peuvent \u00eatre modifi\u00e9s pour tester divers mat\u00e9riaux \u00e0 des profondeurs contr\u00f4l\u00e9es. Les testeurs m\u00e9caniques Nanovea fournissent ces essais d'indentation de la gamme sub-mN \u00e0 400N.<\/p>

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