Источники погрешностей, возникающих при наноиндентировании

Рассмотрим более подробно погрешности, возникающие в процессе наноиндентирования, а также их источники.
Выбор начала отсчета по смещению и нагрузке. В идеальном случае отсчет глубины отпечатка должен начинаться от поверхности образца. Во всех современных приборах для измерения нанотвердости процесс поиска поверхности образца и фиксация момента контакта индентора с ней автоматизированы.
Тепловой дрейф. При тестировании материалов методами NI обычно наблюдается несколько видов дрейфов, связанных как со свойствами самого испытуемого материала, так и с особенностями функционирования инструмента. Одной из естественных и неустранимых причин является ползучесть самого материала под нагрузкой или, напротив, частичное вязкоупругое восстановление отпечатка в процессе разгрузки.
Внешними причинами возможного изменения показаний датчика смещения при неизменной нагрузке является деформация элементов конструкции нанотестера вследствие теплового расширения.
Для коррекции теплового дрейфа в современных нанотестерах предусматривается специальный режим нагружения, включающий в себя выдержку индентора в течение длительного времени под постоянной нагрузкой на уровне 5 – 10 % от Рmах·
Конечная жесткость силового контура. При нагружении образца происходит не только погружение индентора в образец, но и упругое изменение конфигурации отдельных элементов конструкции прибора: силовой рамы, подвижного штока, самого индентора.
В результате датчик перемещений измеряет не глубину погружения индентора в образец, а сумму изменений размеров всех названных выше компонентов прибора, включая и сам образец

. Чтобы получить искомую глубину отпечатка, необходимо из показаний датчика вычесть все паразитные деформации (упругий прогиб поверхности образца под нагрузкой учитывается при обработке «сырых» данных по методу Оливера и Фарра). Обычно деформации силовой рамы прибора невелики, но при испытании твердых материалов они способны существенно исказить результаты.
Размерный эффект в твердости. lndentation Size Effect (ISE) проявляется в зависимости числа твердости от размеров отпечатка. В подавляющем большинстве однородных материалов твердость растет с уменьшением глубины отпечатка, хотя в наношкале возможно и обратное явление.
В вопросе о природе и механизмах ISE полной ясности и согласия нет до сих пор. В литературе обсуждалось более десятка возможных причин его проявления. Следует различать две принципиально отличные группы причин ISE. Первая обусловлена объективно происходящими изменениями физической природы деформации при уменьшении размеров отпечатка