광학 제품의 복합적인 코팅에 대한 경도 측정
광학 부품의 성능에 대한 요구가 급증함에 긁힘 방지, 방진, 정전기 방지 및 반사 표면을 생성하기 위해 매우 복잡한 코팅 시스템이 개발되고 있습니다.
다양한 경화 공정이 광학 코팅의 생산에 필수적이므로 코팅 경도와 탄성 사이의 결정적인 균형을 찾는 것이 어렵지만 중요한 사실입니다.
따라서 품질 관리에는 강력한 측정 방법과 시스템이 필요합니다.
경도 및 탄성 계수와 같은 재료 매개 변수의 표준 준수 결정을 위해 압입 시험을 사용할 수 있으며, 두께가 100 나노 미터 미만인 얇은 코팅도 정확하게 측정 할 수 있습니다.
DIN EN ISO 14577 및 ASTM E 2546 규격에 따라 일반적으로 Vickers 또는 Berkovich 인덴터는 재료에 대한 테스트 하중을 지속적으로 증가시키면서 압입이 된 다음 동일한 방식으로 언로딩하면서 그 깊이를 측정합니다.
Martens 경도와 같은 주요 물성을 이러한 로딩과 언로딩 사이클에서 얻을 수 있고 언로딩 구간에서 탄성 계수(Modulus)를 얻을 수 있습니다.
그림.1: 서로 다르게 구성된 두 가지 광학 코팅의 Martens 경도 (HM)의 프로파. 파란색으로 표시된 부분은 기본적으로 Bückle의 규칙에 따라 기재의 영향을받는 영역입니다.
그림 1은 뮌헨의 Rodenstock GmbH가 제공 한 두 개의 플라스틱 렌즈에 대한 Martens 경도 및 관련 표준 편차를 측정 한 것입니다. 샘플은 동일한 공정 조건 하에서 제조되었지만 조성에 차이가 있습니다. 결과적으로 한 코팅에서 다른 코팅으로 경도가 크게 변하는 것을 볼 수 있습니다.
특정 압입 깊이에서, 기재(substrate material)가 영향을 주기 시작합니다.
코팅을 측정하는 동안 이러한 영향을 피해서 코팅만의 물성을 측정하려면,
압입 깊이가 코팅 두께의 일정수준을 넘지 않아야 합니다(규칙 有 ).
FISCHER PICODENTOR HM500을 사용하여 달성 한 두 샘플의 변이 계수는 각각 1.73 %와 1.60 %로 정확도를 보여줍니다.
그림. 2: 인덴테이션 측정원리: a 하중 증가(로딩), b 하중 감소(언로딩)
기본적으로는 Martens 경도만 측정 할 수 있지만 부분적으로 로딩 및 언로딩작업을 ESP(Enhanced Stiffness Procedure) 등의 방법으로 Vickers 경도 또는 탄성 모듈러스와 같은 추가적인 기계적 특성을 결정할 수 있습니다.
결론 : 광학 부품 코팅의 코팅 경도와 탄성 간의 올바른 균형을 결정해야하는 경우
FISCHER PICODENTOR® HM500은 이러한 물성들을 평가하는 데 적합한 도구입니다.
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