– 고분자, 젤, 생체재료를 정확히 평가하는 방법
나노인덴터는 금속이나 세라믹 같은 단단한 재료만 측정할 수 있을까요?
그렇지 않습니다.
점탄성 고분자, 젤, 생체적합성 재료, 플라스틱, 필름 등 연질 소재도
정확한 조건 설정만 있다면 충분히 측정 가능합니다.
이번 글에서는 소프트 재료 전용 나노인덴테이션 전략과 세팅법을 알려드립니다.
연질 재료의 특성
특성설명
| 낮은 경도 (HM, HIT 수백 N/mm² 이하) | 정밀한 하중 제어 필요 |
| 점탄성 (Creep, 시간 의존성 큼) | 유지 시간 조절 필수 |
| 열팽창 민감 | 온도 안정화 필요 |
| 압입 깊이 불안정 | 변위 드리프트 및 진동 영향 큼 |
측정 세팅 팁 (Helmut Fischer 기준)
항목설정값 예시설명
| 하중 범위 | 0.05 ~ 5 mN | 낮은 하중, 팁이 깊게 박히지 않도록 주의 |
| 하중 유지 시간 | 10 ~ 30초 | 점탄성 변화(Creep)를 안정화시키기 위함 |
| 변위 속도 | 매우 느리게 | 갑작스러운 하중 변화 시 오차 발생 |
| 팁 형태 | 비커스 또는 볼인덴터 | 접촉 면적 확보 + 측정 안정화 |
| 환경 조건 | 23±1℃ / 진동 최소화 / 일정 습도 유지 | 열·습도·기계적 외란 최소화 필요 |
분석 시 유의사항
주의점설명
| 드리프트 보정 필수 | 팁 깊이 오차가 가장 큰 영향 요소 |
| Creep 구간 길게 확보 | 고분자/젤은 변형이 천천히 일어남 |
| 복수 측정 (n ≥ 5) | 불균일 표면 또는 공극 보정 |
| 표면 준비 | 거칠기(Ra) 수십 nm 수준 유지 필요 |
적용 가능한 소재 예시
소재군측정 목적
| TPU, PET, PU 등 플라스틱 | 경도, 소성 값(HIT), 복원성 |
| 하이드로겔, 생체 젤 | Creep, 탄성 계수(EIT), 복원율 |
| 코팅 필름, 마이크로렌즈 | 적층 안정성, 박막 거동 분석 |
| 의료용 고분자 (POM, 실리콘) | 인체 삽입 부위용 복원력 테스트 |
연질 재료일수록 정밀한 하중 제어와 섬세한 분석이 요구됩니다.
헬무트피셔의 나노인덴터는 이러한 연질 소재 측정에 적합하도록
최저 하중 정밀 제어, 팁 온도 보정, 자동 드리프트 보정 기능을 탑재하고 있어
초보자도 손쉽게 측정할 수 있습니다.
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