JPH02212739A - 材料試験機用の導電性圧子 - Google Patents
材料試験機用の導電性圧子Info
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- JPH02212739A JPH02212739A JP1032930A JP3293089A JPH02212739A JP H02212739 A JPH02212739 A JP H02212739A JP 1032930 A JP1032930 A JP 1032930A JP 3293089 A JP3293089 A JP 3293089A JP H02212739 A JPH02212739 A JP H02212739A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
- G01N3/42—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid
-
- G—PHYSICS
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- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は押し込み硬さ試験機や引っ掻き硬さ試ｌＡ機
等の試験片に接触する圧子に関するものである。
等の試験片に接触する圧子に関するものである。
［従来の技術］
硬さ試験機は、通常ダイアモンド等の硬い圧子を試料で
ある被検査材料表面に押し込んでできる圧痕の大きさや
圧痕の周辺にできるクランクの長さから硬さや靭性値を
測定する目的に利用される。
ある被検査材料表面に押し込んでできる圧痕の大きさや
圧痕の周辺にできるクランクの長さから硬さや靭性値を
測定する目的に利用される。
また引っ掻き試験機も硬い圧子を引っ掻いた時にできる
摩擦痕の幅から引っ掻き硬さを測定したり、引っ掻きに
よる損傷状態を調べる目的に利用される。
摩擦痕の幅から引っ掻き硬さを測定したり、引っ掻きに
よる損傷状態を調べる目的に利用される。
すなわちこれらの装置を用いることにより、被検査材料
の機械的性質を知ることができる。
の機械的性質を知ることができる。
［発明が解決しようとする課題］
一方、固体、特に無機材料の変形・破壊にともなって電
子、イオン等の荷電粒子が放出される物理現象が知られ
ており、これらの物理現象を調べることによって、材料
の状態を知ることができることも知られている。このよ
うな物理現象の胴側には、電極による微小電流捕集チャ
ンネルトロンやガイガーミュラー管智の検出装置が用い
られているが、それらの動作上の制約からこれまで真空
中や特殊な気体中で測定されることが多かった。
子、イオン等の荷電粒子が放出される物理現象が知られ
ており、これらの物理現象を調べることによって、材料
の状態を知ることができることも知られている。このよ
うな物理現象の胴側には、電極による微小電流捕集チャ
ンネルトロンやガイガーミュラー管智の検出装置が用い
られているが、それらの動作上の制約からこれまで真空
中や特殊な気体中で測定されることが多かった。
従って大気中での硬さ試験では、被検査材料の表面に変
形・破壊を生じるものの１−述した」；うに機械的性質
のみをｔ１側づるに由よっていた。
形・破壊を生じるものの１−述した」；うに機械的性質
のみをｔ１側づるに由よっていた。
このよう４ｆことから、材料の機械的性質と荷電粒子の
放出状態の両方を同時に測定することか℃′きる技術の
開発が望まれている。
放出状態の両方を同時に測定することか℃′きる技術の
開発が望まれている。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたｂのであつ
−て、材料の機械的性質と夕！電粒子の放出状態の両り
を同時に測定することができる材料試験機用の１１−子
を提供することを目的とするものである。
−て、材料の機械的性質と夕！電粒子の放出状態の両り
を同時に測定することができる材料試験機用の１１−子
を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段１
この目的に対応して、この発明の材料試験機用の導電性
几−子は、試験片と接触する先端側が硬質の導電性材料
で構成され、前記導電性材料の少４１くとも一部分が電
磁シールド材ににつて覆われていることを特徴としてい
る。
几−子は、試験片と接触する先端側が硬質の導電性材料
で構成され、前記導電性材料の少４１くとも一部分が電
磁シールド材ににつて覆われていることを特徴としてい
る。
［作用Ｊ
このように構成された圧子は押し込み硬さ或いは引っ掻
き試験機の斤了どしで使用される。１押し込みＦＩＪ！
、さ試験機の１了とじ（使用しｔ、、ｌ揚台には被検査
材料の表面に押し込／ｖ ’−（−でさるｌ１痕の人さ
さ昏、圧痕の周辺ｉ、Ｘできるクラックの良さから硬さ
や靭＋Ｉ４値を測定づる。土ｌこ引っ掻き試験機のＬ青
−Ｊ′としＣ使用し・た場合ｔ、：、ｋｌ、被検査材料
の表面を几７−Ｃ引っ掻いたどきにてさる１ｆ擦ｉ真の
幅から引っ掻き硬さをｉＷｉ ’Ａ二した一す、弓Ｌ）
土筆さ（こよる１（１傷状態を調べる。。
き試験機の斤了どしで使用される。１押し込みＦＩＪ！
、さ試験機の１了とじ（使用しｔ、、ｌ揚台には被検査
材料の表面に押し込／ｖ ’−（−でさるｌ１痕の人さ
さ昏、圧痕の周辺ｉ、Ｘできるクラックの良さから硬さ
や靭＋Ｉ４値を測定づる。土ｌこ引っ掻き試験機のＬ青
−Ｊ′としＣ使用し・た場合ｔ、：、ｋｌ、被検査材料
の表面を几７−Ｃ引っ掻いたどきにてさる１ｆ擦ｉ真の
幅から引っ掻き硬さをｉＷｉ ’Ａ二した一す、弓Ｌ）
土筆さ（こよる１（１傷状態を調べる。。
それどともに、これらの１王了は被検査材オ′１の表面
ケなわち、荷電粒子の放射源に直接接して荷電粒子を捕
集する電極どして機能する、。
ケなわち、荷電粒子の放射源に直接接して荷電粒子を捕
集する電極どして機能する、。
［実施例１
以下、この発明の訂細を一実施例を示づ図面について説
明する。
明する。
第１図において、１（、ｉ押し込み［］ツクウｒル硬さ
試験機の圧子Ｃある。Ｊ３Ｅ Ｔ１は保持側２及び先端
側３を備えている。保持側２４．１ジルニー１ニア等の
絶縁体゛（構成されている３、 一イ四 保持側２の下端に先端側３が取イ１けられ−（いる。
試験機の圧子Ｃある。Ｊ３Ｅ Ｔ１は保持側２及び先端
側３を備えている。保持側２４．１ジルニー１ニア等の
絶縁体゛（構成されている３、 一イ四 保持側２の下端に先端側３が取イ１けられ−（いる。
先端側３は導電性を右する超硬材１．ｊＩのＢ４Ｃで構
成され、被検査材料に接触する最上端部６は先端半径２
００μｍで頂角が１２０°の角錐状をなしている。先端
側３はリード線４ど導通している、。
成され、被検査材料に接触する最上端部６は先端半径２
００μｍで頂角が１２０°の角錐状をなしている。先端
側３はリード線４ど導通している、。
先端側３の周囲は最下端部６の頂部７を除いて電磁シー
ルド５によって覆われでおり、更にリード線４の周囲も
電磁シールド５によって覆われている。電磁シールド５
としてはアルミニウム箔や銅箔を使用するＪどができる
。
ルド５によって覆われでおり、更にリード線４の周囲も
電磁シールド５によって覆われている。電磁シールド５
としてはアルミニウム箔や銅箔を使用するＪどができる
。
第２図はこの発明の他の実施例に係わるＪ−Ｔｈ子１ｂ
が示されており、この圧子１ｂは先端側３が基部１１と
最下端部６とからなっており、基部１１は鋼で構成され
、その先端にタイｊ〕−［ンド製の最−ＦＧ部６が取イ
・１けられ（いる。ダイｔ／Ｅンドの表面にはＮやＡｒ
のイＡン注入がされて導電性をイ＝ｊうされでいる。先
端側３は最小端部６を除い−Ｃ電磁シールド５で覆われ
ている。
が示されており、この圧子１ｂは先端側３が基部１１と
最下端部６とからなっており、基部１１は鋼で構成され
、その先端にタイｊ〕−［ンド製の最−ＦＧ部６が取イ
・１けられ（いる。ダイｔ／Ｅンドの表面にはＮやＡｒ
のイＡン注入がされて導電性をイ＝ｊうされでいる。先
端側３は最小端部６を除い−Ｃ電磁シールド５で覆われ
ている。
このように構成された圧子１は硬さ試験機に取付１−＋
られ、第３図に示でように被検査材料１２の表面に押し
込まれ、これによって形成された圧痕の大きざ等により
、被検査材料１２の硬さが測定される。このような硬さ
試験は従来から行われているものである。
られ、第３図に示でように被検査材料１２の表面に押し
込まれ、これによって形成された圧痕の大きざ等により
、被検査材料１２の硬さが測定される。このような硬さ
試験は従来から行われているものである。
この硬さ試験ど同時に、被検査８料１２から放出される
荷電粒子も測定される。すなわち、り一ド線４は電荷検
出器１３に接続されており１、電荷検出器１３は積分回
路・サンプリング回路１４に接続しており、積分回路・
４ノンプリング回路１／′Ｉの出力は演樟装置１５に入
力する。釣車１６が試料に１ｉＭさｔ′ｉる直前にトリ
ガー回路１７がｆ１動し、演算装置１５にデータの取り
込みが始まる。
荷電粒子も測定される。すなわち、り一ド線４は電荷検
出器１３に接続されており１、電荷検出器１３は積分回
路・サンプリング回路１４に接続しており、積分回路・
４ノンプリング回路１／′Ｉの出力は演樟装置１５に入
力する。釣車１６が試料に１ｉＭさｔ′ｉる直前にトリ
ガー回路１７がｆ１動し、演算装置１５にデータの取り
込みが始まる。
圧子１を被検査材料１２の表面に押し込むとき及びその
圧子１を被検査材料１２の表面から引き抜くとき、被検
査材料１２に破壊が住し、このとき電子や負イＡン等の
荷電粒子が被検査材料１２から放出される。これらの荷
電粒子は圧子１の先端側３に流れ込み、更にリード線４
を伝わって、電荷検出器１３によって検出され、積分回
路・リンブリング回路１４でサンプリングされて演紳装
置１５で処理される。
圧子１を被検査材料１２の表面から引き抜くとき、被検
査材料１２に破壊が住し、このとき電子や負イＡン等の
荷電粒子が被検査材料１２から放出される。これらの荷
電粒子は圧子１の先端側３に流れ込み、更にリード線４
を伝わって、電荷検出器１３によって検出され、積分回
路・リンブリング回路１４でサンプリングされて演紳装
置１５で処理される。
圧子１の先端側３及びリード線１は電子シールド５によ
って電磁ノイズから遮蔽される。
って電磁ノイズから遮蔽される。
［実験例］
ロックウェル圧子の保持側をジルコニアで構成し、先端
側をＢ４ＣＴ″溝成し試験荷重２０Ｋｇで被検査材料に
圧入した。
側をＢ４ＣＴ″溝成し試験荷重２０Ｋｇで被検査材料に
圧入した。
（１）被検査材料が酸化マグネシウム（Ｍｃ＋０）で、
雰囲気が実験室大気である場合を第４図に示す。
雰囲気が実験室大気である場合を第４図に示す。
圧子を圧入する時（約４３０ｍ５＞及び圧子を除荷する
時（約５９０ｍ５）に電流強度が急上昇しており、これ
によって負の荷電粒子すなわち電子の放出があったこと
がわかる。
時（約５９０ｍ５）に電流強度が急上昇しており、これ
によって負の荷電粒子すなわち電子の放出があったこと
がわかる。
（２）被検査材料がマイカ（Ｍｉｃａ）で、雰囲気が１
−１８である場合を第５図に示す。
−１８である場合を第５図に示す。
圧子を圧入するＲ（約１４００ｍ５）及び圧子を除荷す
る時（約４５００ｍ５）に電荷強度が急上昇しており、
これによって電子の放出があったことがわかる。
る時（約４５００ｍ５）に電荷強度が急上昇しており、
これによって電子の放出があったことがわかる。
［発明の効果］
このように、この発明では圧子として通常用いられてい
たダイアモンドのような絶縁材料に替わり導電性のある
炭化はう素等で構成し或いはダイアモンドにイオン注入
して表面に導電性を付与するなどして圧子に電導性をも
たせ、それを本体から電気的に絶縁し、荷電粒子を捕集
する電極にして流れ込む荷電粒子を目測できるようにし
たので、被検査材料の表面すなわち荷電粒子の放射源に
直接接して電極が設置されたことになるので大気中での
荷電粒子の消失を最小にできる。このため、電極を圧子
とは別に被検査材籾表面に近接して設置する方法よりも
効率良く荷電粒子を捕集できる。
たダイアモンドのような絶縁材料に替わり導電性のある
炭化はう素等で構成し或いはダイアモンドにイオン注入
して表面に導電性を付与するなどして圧子に電導性をも
たせ、それを本体から電気的に絶縁し、荷電粒子を捕集
する電極にして流れ込む荷電粒子を目測できるようにし
たので、被検査材料の表面すなわち荷電粒子の放射源に
直接接して電極が設置されたことになるので大気中での
荷電粒子の消失を最小にできる。このため、電極を圧子
とは別に被検査材籾表面に近接して設置する方法よりも
効率良く荷電粒子を捕集できる。
第１図は圧子の縦断面説明図、第２図は他の圧子の縦断
面説明図、第３図は荷電粒子測定系の構成説明図、第４
図は荷電粒子の検出強度の時間変化の一例を示すグラフ
、及び第５図は荷電粒子の検出強度の時間変化の他の一
例を示すグラフである。 １・・・圧子、 ２・・・保持側、 ３・・・先端側、
４・・・リード線、 ５・・・電磁シールド、６・・・
最下端部、 ７・・・頂部、 １１・・・基部、１２・
・・被検査材料、 １３・・・電荷検出器、１４・・・
積分回路・サンプリング回路、１５・・・演算装置、
１７・・・トリガー回路１ロ又
面説明図、第３図は荷電粒子測定系の構成説明図、第４
図は荷電粒子の検出強度の時間変化の一例を示すグラフ
、及び第５図は荷電粒子の検出強度の時間変化の他の一
例を示すグラフである。 １・・・圧子、 ２・・・保持側、 ３・・・先端側、
４・・・リード線、 ５・・・電磁シールド、６・・・
最下端部、 ７・・・頂部、 １１・・・基部、１２・
・・被検査材料、 １３・・・電荷検出器、１４・・・
積分回路・サンプリング回路、１５・・・演算装置、
１７・・・トリガー回路１ロ又
Claims (1)
- 試験片と接触する先端側が硬質の導電性材料で構成され
、前記導電性材料の少なくとも一部分が電磁シールド材
によって覆われていることを特徴とする材料試験機用の
導電性圧子
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1032930A JPH0621849B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | 材料試験機用の導電性圧子 |
| US07/475,278 US4984453A (en) | 1989-02-13 | 1990-02-05 | Indenter for fractoemission measurement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1032930A JPH0621849B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | 材料試験機用の導電性圧子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02212739A true JPH02212739A (ja) | 1990-08-23 |
| JPH0621849B2 JPH0621849B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=12372640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1032930A Expired - Lifetime JPH0621849B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | 材料試験機用の導電性圧子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4984453A (ja) |
| JP (1) | JPH0621849B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2013024649A (ja) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Allied Material Corp | ダイヤモンド圧子およびその製造方法 |
| CN107796720A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-03-13 | 无锡艾科瑞思产品设计与研究有限公司 | 一种智能手机oled曲面屏硬度及跌落测试装置 |
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| IT1265986B1 (it) * | 1993-09-10 | 1996-12-16 | Alfred Ernst | Durometro a resistenza elettrica per determinare la durezza di materiali metallici |
| US6134954A (en) * | 1996-04-15 | 2000-10-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Depth sensing indentation and methodology for mechanical property measurements |
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| US6641893B1 (en) | 1997-03-14 | 2003-11-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Functionally-graded materials and the engineering of tribological resistance at surfaces |
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| JP3834605B2 (ja) | 2001-01-15 | 2006-10-18 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 荷電粒子放出検出による材料評価方法および装置 |
| WO2003087778A1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-23 | Mts Systems Corporation | Method and apparatus for determining properties of a test material by scratch testing |
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