NANOINDENTATION

Données techniques du banc :

  • Force : 10µN à 100 mN
  • Déplacement : quelque nm à quelques microns, sensibilité/niveau de bruit ~0,1 nm
  • Pilotage : force imposé, déplacement imposé
  • Taille d’échantillon admissible (plus petite dimension) : de 5 mm à 10cm
  • Pointes : Berkovich, sphère, poinçon plat Diamètre 5µm et 20µm
  • Conditions spécifiques : échantillon à faces parallèles (<2°), rugosité de surface <2% de la profondeur sondée

Présentation du banc :

La technique de nanoindentation consiste à presser un indenteur de géométrie connue sur un matériau et à suivre l'évolution de la profondeur de pénétration en fonction de la force appliquée tout au long d'un cycle charge-décharge. Il s'agit d'une évolution de l'essai de dureté aux petites échelles, puisque les profondeurs sondées sont généralement de l'ordre de la centaine de nanomètres et les forces appliquées s'échelonnent de quelques micronewton à quelques dizaines de millinewton.

L'analyse des courbes force-déplacement ainsi obtenues permet de déterminer la dureté et le module d'élasticité du matériau testé. Le Département Physique et Mécanique des Matériauxa plus de 20 and d’expérience dans l’utilisation de la nanoindentation. Il est actuellement équipé d’un nanoindenteur U-NHT (Anton Paar). L'originalité de cet appareil réside dans sa référence "active" qui permet d'assurer une excellente stabilité thermique et mécanique et offre ainsi une précision accrue aux petites échelles.

Enfin, cet appareil permet de travailler aussi bien en mode "force imposée" qu'en mode "déplacement imposé".

Application : caractérisation des hétérogénéités de propriétés mécaniques d’un superalliage à base nickel MCNG entre les zones dendritiques et interdendritiques. A) image MEB de la zone indentée, b) image MEB en niveau de couleur révélant les hétérogénéités de composition chimique entre dendrites et inter dendrites, c) cartographie de nanodureté, d) image optique du réseau d’empreintes de nanoindentation