– 수치로 확인하는 재료의 진짜 특성
나노인덴터는 단순히 경도만 측정하는 장비가 아닙니다.
하중–변위 곡선 하나로 재료의 다양한 기계적 특성을 추출할 수 있기 때문에, 소재 개발, 코팅 품질 평가, 계면 안정성 분석 등 다양한 분야에서 활용됩니다.
이번 글에서는 헬무트피셔 나노인덴터(HM 시리즈) 기준으로 측정 가능한 대표 기계적 물성 5가지를 소개합니다.
1. 마르텐스 경도 (HM: Martens Hardness)
- 정의: 압입 하중을 실제 압입 면적이 아닌, 전체 깊이 기준 표면에 분산된 하중 밀도로 정의한 경도
- 특징: 탄성·소성 변형을 모두 포함해 측정 → 코팅층 전체 거동 반영
- 단위: N/mm²
- 활용 예:
- 코팅층의 내구성 비교
- 고경도 필름, DLC, 하드코팅 등
- 연성 + 취성 복합 재료 평가
2. 탄성 계수 (EIT: Indentation Modulus)
- 정의: 압입 후 언로딩 곡선의 기울기로부터 계산한 재료의 탄성 복원 성분
- 특징: Oliver–Pharr 해석 기반, 실제 탄성계수와 비례 관계 있음
- 단위: GPa
- 활용 예:
- 계면 안정성, 크랙 저항성 평가
- 반도체 소재, 세라믹, 금속 기반 코팅
3. 소성 값 (HIT: Indentation Hardness)
- 정의: 하중 유지 후 잔류 깊이를 기준으로 계산한 영구 변형 저항성
- 특징: 일반적인 ‘경도’ 정의와 유사하며, 팁 면적과 깊이로부터 도출
- 단위: N/mm²
- 활용 예:
- 연질 소재, 고분자, 복합재료
- 박막 또는 점탄성 소재 비교 평가
4. 크리프 (Creep)
- 정의: 일정한 하중을 유지할 때, 시간에 따라 변형이 얼마나 더 증가하는지 측정
- 특징: 하중 유지 구간에서 깊이 증가량 → 점탄성·열변형 소재 평가에 유리
- 단위: % or nm/시간
- 활용 예:
- 고온 환경용 소재
- 고분자, 연질 박막, 배터리 격리막
5. 탄성 복원율 (Elastic Recovery Ratio)
- 정의: 전체 압입 에너지 중, 탄성 복원된 에너지 비율
- 계산식:
ER = (Elastic energy / Total energy) × 100 - 활용 예:
- 자가복원성 재료 평가
- 세라믹·고분자 재료 설계 기준
요약 정리
물성의미단위적용 분야
| HM | 마르텐스 경도 (전체 깊이 기준) | N/mm² | 하드코팅, DLC |
| EIT | 인덴테이션 탄성계수 | GPa | 박막, 세라믹, 금속 |
| HIT | 소성 경도값 | N/mm² | 점탄성/연질 코팅 |
| Creep | 시간 의존 변형 | nm or % | 고분자, 고온소재 |
| ER | 복원 에너지 비율 | % | 세라믹, 유리, 복합재 |
나노인덴터는 단지 경도를 측정하는 기계가 아니라, 하나의 물리 실험 플랫폼입니다.
헬무트피셔 장비는 자동화된 분석과 명확한 물성 분리 해석 알고리즘을 통해
HM, EIT, HIT, Creep, 복원율까지 누구나 쉽게 추출할 수 있도록 돕습니다.
소재의 진짜 성능은 숫자로 말할 수 있을 때 비로소 검증됩니다.
나노인덴터에 대한 보다 자세한 내용은 아래 연락처로 연락주시면 정성껏 답변드리도록 하겠습니다.
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감사합니다.
E-mail: bioh.kim@helmutfischer.com , Tel :02-415-2381
나노인덴테이션은 목표나 샘플 종류에 따른
조건을 정확하게 잡는 것이 가장 중요하고,
측정된 결과를 어떻게 해석하는지가 중요합니다.
이 부분에 있어서 타사와의 비교는 정중하게 거부합니다.
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