Контроль качества поверхности алмазного индентора после переогранки

Точность и повторяемость измерений твердости зависят от состояния алмазной пирамиды, которая в процессе многократных вдавливаний может притупляться, увеличивая угол при вершине, а боковые ребра – скалываться, приводя к потере расчетной геометрии.

Правильность геометрии пирамиды контролируют периодическими контрольными измерениями модуля упругости E на стандартном образце, например плавленом кварце (E=72,0 +/- 1,0 ГПа) или ГСО МУ НМ (E=206+/- 20,0 ГПа). При притуплении вершины значения E снижаются и индентор должен быть прокалиброван заново или заменен.

Целью работы было изучение возможности восстановления алмазного наконечника нанотвердомера Nano-Hardness Tester (CSM Instruments, Швейцария) путем переогранки.

Объектом исследования являлись два индентора Берковича: перешлифованный индентор «B-I 33» и неподвергавшийся эксплуатации индентор «B-Q 98».

Индентор «B-I 33» находился в нерабочем состоянии из-за сколов боковых граней в области вершины. Переогранку с целью устранения имеющихся дефектов осуществляли в условиях лаборатории Алмазных материалов ИОФ РАН им. А.М. Прохорова под руководством доцента к.т.н. Ашкинази Е.Е. В процессе юстировки относительно ограночного диска сохраняли ориентацию существующих граней. Использовали чугунный диск, шаржированный алмазным порошком зернистостью 20/14 мкм, скорость вращения диска составляла 50 м/с.

Детальное сравнение эталонного и реставрированного инденторов методом ОМ и РЭМ показало, что на переограненном инденторе сохранились следы исходных сколов на ребрах и гранях пирамиды. Проведенный анализ качества наконечника показал, что состояние индентора восстановлено на 80 %. Чтобы ликвидировать оставшиеся сколы, не меняя угла настройки гониометра, необходимо снизить скорость съема, для чего перейти на более мелкую фракцию алмазного порошка, и на 25% уменьшить скорость вращения чугунного диска.

Научный руководитель - доцент,к.т.н. Петржик М.И.