VMHT Leica

Microdurimetro Vickers Leica VMHT

Julietta V. Rau  -

Laboratorio 0F20

 
L’apparecchiatura per microdurezza consiste in un apparato Leica VMHT (Leica GmbH, Germania), dotato di un indentatore piramidale standard Vickers (piramide a diamante quadrata con angolo frontale di 136 °). Lo strumento offre 12 livelli di forza di carico: 1, 5, 10, 15, 25, 50, 100, 200, 300, 500, 1000, 2000 (gf) che coprono la gamma di forze di prova richieste dalle norme ASTM E-384, EN ISO 6507 e EN ISO 4545. Il tempo sotto il carico (tempo di permanenza) può essere impostato tra 5-99 secondi. Per i campioni di film, la durezza misurata è quella del sistema composito film/substrato. Per separare la durezza composita del sistema film/substrato (Hc) nei suoi componenti, film (Hf) e substrato (Hs), si applica il modello di Jonsson e Hogmark. In questo caso, la durezza composita Hc del sistema film/substrato è espressa come:
Hc = Hs0 + [Bs + 2c1t (Hf0-Hs0)] / D
dove c1 = c (D / d) ≈ 0,5; Hf0 e Hs0 sono la durezza intrinseca del film e del substrato; Bs è un coefficiente, che può essere determinato da un esperimento separato sulla durezza del substrato, e D è la diagonale dell'impronta.
 

SPECIFICHE TECNICHE

  • Test Forza 12 passi: 1 - 5 - 10 - 15 - 25 - 50 - 100 - 200 - 300 - 500 - 1000 - 2000 (p) /(gf).
  • Procedura di caricamento automatico.
  • Tempo di permanenza 6 - 99 secondi.  
  • Velocità di avvicinamento da 25 a 60 µm/s (selezionabile con incrementi di 5 µm/s).
  • Ottica:
    • Obiettivi standard PLANARE C 10x / 0,22 - 7,8 mm di distanza libera di lavoro;
      PLANARE N 50x / 0,75 - 0,37 mm di distanza libera di lavoro (caricato a molla).
  • Stage del campione.
    • Dimensioni dello stage 135 x 135 mm.
    • Corsa X / Y 25 x 25 mm.
    • Incremento di posizionamento 0,01 mm.
    • Altezza massima del campione sullo stage 90 mm.

 

 

CAMPIONI

  • Dimensioni laterali del campione: 25 x 25 mm (massimo)

  • Spessore del campione: 90 mm (massimo)

  • Campioni di film depositati

 

UTILIZZATO PER

  • Fenomeni superficiali - trattamento superficiale
  • Stage del campione.
    • Indurimento degli acciai
    • Indurimento superficiale del titanio
    • Rivestimenti: durezza, fragilità, adesione
    • Effetti di trattamenti meccaniche e termiche sugli strati superficiali
  • Studio di leghe e costituzione di leghe
    • Quantificazione delle aree di transizione
  • Determinazione dell'effetto di trattamento termico
    • Trattamento termico di acciai, leghe non ferrose,
    • trattamenti di precipitazione e indurimento
    • Segregazione e carotaggio, velocità di diffusione
    • Ricristallizzazione
  • Scienza dei materiali
    • Fragilità: rapporto durezza/tenacità
    • Proprietà elastiche/plastiche
    • Correlazione con modulo Young
    • Pellicole per pittura - durezza delle superfici verniciate
  • Ricerca tribologica
    • Incrudimento
    • Stima di lievi perdite per usura
    • Correlazione tra numero di durezza di Brinell e resistenza all'usura
  • Particelle di polvere di metallo
    • Proprietà meccaniche
    • Durabilità e prestazioni dei componenti di leghe e ceramica
    • Determinazione del grado di indurimento dello smalto
 
 

ESEMPI APPLICATIVI

Rivestimenti di idrossiapatite dopata con Fe per applicazioni in impianti ortopedici e dentali
 
Nel presente studio è stata utilizzata la tecnica di deposizione laser pulsata per rivestire il titanio per applicazioni in impianti ortopedici e dentali. Come materiale di rivestimento è stata utilizzata l'idrossiapatite sostituita con ferro (Fe-HAp) (0,28% in peso di Fe) poiché il titanio da solo non è in grado di fornire un'interfaccia osso/materiale che sia biologicamente funzionale.
Per esaminare le proprietà meccaniche dei film depositati, è stata applicata la tecnica di indentazione di microdurezza Vickers. Per i campioni di film, la durezza misurata era quella del sistema composito film/substrato. Per discriminare la durezza composita del sistema film/substrato (Hc) nei suoi componenti, film (Hf) e substrato (Hs), è stato utilizzato il modello di Jönsson e Hogmark.  
I film nanocristallini ottenuti, a base di Fe-HAp, possiedono una microdurezza intrinseca di Vickers di 17 GPa.
 
Si veda: Julietta V. Rau et al. Appl. Surf. Sci. 2014, v. 307, pp. 301-305.
DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.04.030

 
 
 
 
Film superduri di tetraboruro di tungsteno preparati con metodo di deposizione laser pulsata 
 
I tentativi di sintetizzare e/o prevedere teoricamente nuovi materiali superduri sono oggetto di un'intensa attività di ricerca. In questo lavoro, campioni policristallini in bulk WB2 e WB4 e i corrispondenti film depositati su SiO2 con il metodo di deposizione laser pulsata sono stati preparati e testati a vari carichi con la tecnica di microindentazione Vickers per determinare la durezza di Vickers. I film depositati erano composti da WB4 e avevano uno spessore di 0,8 µm. La durezza intrinseca dei film, calcolata secondo il modello di Jönsson e Hogmark, era nella regione di superdurezza di 42-50 GPa.  
 
Si veda: Julietta V. Rau et al. ACS Appl Mater Interfaces. Appl. Mater. Interf. ACS, 2011, v. 3, pp. 3738–3743 DOI: 10.1021/am200927q
 
 
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