Große Erkenntnisse mit kleiner Kraft
Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik nutzt im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs neu beschafften Nanoindenter
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Sissy Nehrkorn, Mitarbeiterin am Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik, richtet die Probenkammer des neuen Nanoindenters ein. Foto: Uwe Meinhold
Wie hart ist ein Werkstoff, wie elastisch, wie widerstandsfähig gegenüber Reibung und Verschleiß? Diese Fragen zu beantworten ist schwierig, wenn es sich um Werkstoffschichten handelt, die nur wenige Mikro- oder gar Nanometer dick sind. Am Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik (IWW) der TU Chemnitz steht dafür jetzt ein Nanoindenter zur Verfügung - ein "Universeller Nanomechanischer Tester UNAT" der Firma ASMEC Advanced Surface Mechanics GmbH. Das Gerät im Gesamtwert von 160.000 Euro wurde in der zweiten Antragsperiode des Sonderforschungsbereiches 692 "Hochfeste aluminiumbasierte Leichtbauwerkstoffe für Sicherheitsbauteile (HALS)" der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) beschafft.
In diesem Sonderforschungsbereich kommt das Gerät im Teilprojekt "Oberflächen-Engineering von Werkzeugen" zum Einsatz, um die Eigenschaften von Dünnschichten zu bestimmen, insbesondere von Beschichtungen, die durch die so genannte chemische oder physikalische Gasphasenabscheidung erzeugt werden. Prof. Dr. Bernhard Wielage, Sprecher des SFB HALS, wertet diese Errungenschaft als "weiteren konsequenten Ausbau der Kompetenzen des IWW zur Gewinnung quantitativer, ortsaufgelöster Informationen aus Oberflächen- und Werkstoffbereichen".
"Das Gerät ermöglicht die Berechnung von Härte und Elastizitätsmodul, die Bestimmung der Adhäsionskräfte, die an Grenzflächen wirken, und von Mikroverschleiß. Außerdem verfügt es über eine genormte Härtemessung und ermöglicht durch einen Kugelindenter vollständig elastische Messungen", so Dr. Daniela Nickel vom IWW. "Aufgrund der hohen Kraftauflösung bis zu 0,1 Mikro-Newton und der Wegauflösung bis 0,01 Nanometer können die Schichteigenschaften sowohl von Werkzeugen als auch von Bauteilen verlässlich auf mikro- und nanoskopischer Ebene und unabhängig vom Substrat ermittelt werden", sagt Nickel weiter und schätzt ein: "Derartige Ergebnisse sind mit anderen Verfahren nicht zu gewinnen."
Die Firma ASMEC Advanced Surface Mechanics GmbH ist übrigens eine Ausgründung aus dem Institut für Physik der TU Chemnitz - der ehemalige TU-Mitarbeiter Dr. Thomas Chudoba hat sich 2003 in Radeberg bei Dresden selbstständig gemacht. Der Nanoindenter UNAT war das erste Messgerät, das das Unternehmen entwickelt hat.
Der Sonderforschungsbereich HALS im Internet: http://www.sfb692.tu-chemnitz.de
Weitere Informationen erteilt Dr. Daniela Nickel, Professur Oberflächentechnik/Funktionswerkstoffe, Telefon 0371 531-35877, E-Mail daniela.nickel@mb.tu-chemnitz.de.
Katharina Thehos
13.12.2010
