Indentation als mechanische Prüfmethodik

Indentation bezeichnet die mechanische Eindrückung eines Prüfkörpers (Indentors) definierter Geometrie in die Oberfläche eines Werkstoffs, um lokale mechanische Eigenschaften zu bestimmen. Klassische Makro- und Mikroindentationsverfahren (z. B. Vickers, Knoop, Brinell) liefern vor allem Härtewerte, abgeleitet aus der aufgebrachten Kraft und der Eindruckfläche bzw. -tiefe.

Moderne Indentationstechniken, insbesondere die Nanoindentation, erfassen kontinuierlich Kraft–Weg-Daten während Lade- und Entladezyklus. Aus der vollständigen Last-Tiefen-Kurve lassen sich elastische und plastische Eigenschaften (z. B. Eindringhärte, elastischer Modul, Kriech- und Relaxationsverhalten) unter Verwendung von Auswerteverfahren wie der Oliver–Pharr-Methode bestimmen. Zyklische Eindrückung ermöglicht Aussagen zu Ermüdung und Schädigungsakkumulation.

Wesentliche Einflussgrößen sind Indentorgeometrie (Berkovich-, Vickers-, Kugelindentor), Oberflächenrauheit, Probenvorbereitung sowie Phänomene wie pile-up und sink-in, die das effektive Kontaktareal verändern und zu systematischen Fehlern führen können. Erweiterte Ansätze umfassen Nanoindentationskartierung zur lateralen Auflösung von Heterogenitäten (z. B. in Mehrphasenwerkstoffen oder Dünnschichten), elektrochemische Nanoindentation zur gleichzeitigen Variation des elektrochemischen Potentials sowie Hochtemperatur-Scanning-Indentation für temperaturabhängige Materialcharakterisierung.

Indentation ist damit ein zentrales Werkzeug für die ortsaufgelöste, meist zerstörungsarme Bestimmung mechanischer Kennwerte von Metallen, Keramiken, Polymeren, Verbund- und Funktionswerkstoffen über Längenskalen von Nanometer bis Millimeter.

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