ナノインデンテーション試験による微小領域の機械特性評価

図1：一般的な荷重変位曲線

材料の弾性率や硬さなどの機械特性は、材料の特性に影響する重要なパラメーターであり、新規材料の開発、材料の性能や信頼性の指標として広く利用されている。特に近年では、材料の微小化、薄膜化に伴い、マイクロメーターあるいはナノメータースケールの材料評価が求められている。

ナノインデンテーション試験では、圧子（バーコビッチなど）を試料に押込み、試料に印加する荷重と圧子の変位から図1に示す荷重変位曲線が得られる。得られた荷重変位曲線を解析することにより、表1に示す各種機械特性を評価する。

本試験の特徴は、マイクロニュートンという微小荷重とナノメーターという微小変位を検出することにより、マイクロメーター以下の微小領域の機械特性を評価することである。各種試験方法は個別の資料に示した。

ナノインデンテーション試験は国際規格（ISO14577-1）として発行されている。ISOでは、測定レンジをナノレンジ（変位0.2μm以下）、ミクロレンジ（変位0.2μm超、荷重2N未満）、マクロレンジ（荷重2N以上、30kN以下）の3つに分類される。本試験は主にナノレンジに対応している。