JPH03225253A - 微小押込み形の材料物性試験方法および装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、各種の固体材料の表面近傍の機械的特性等の
物性を測定する方法および装置に関する。

さらに特定すれば、本発明は圧子を試験材料の表面に微
小な荷重で微小な浅い深さまで押込み、この圧子の押込
みおよび引抜きの際の荷重を変化させ、各荷重と押込み
深さをδか１定するか、または圧子の押込み深さを変化
させながらこの押込みに要した押込み荷重を４ＰＪ定し
、この４−１定された押込み荷重と押込み深さとの関係
からこの試験材料の表面近傍の物性を測定するものであ
る。

［従来の技術］ 各種の産業分野において、固体材料の表面近傍の数μｍ
の部分の機械的特性等の物性を測定することが要望され
ている。たとえば、原子力産業の分野では、材料の表面
の放射線による劣化、特性の変化等を把握するために、
この材料の表面近傍の物性を４−１定することが必要で
ある。また、この他にも、薄い合成樹脂フィルムの物性
を測定したり、被膜、塗料等の物性を４−１定する場合
にもこのような測定が必要である。また、半導体産業の
分野でも、チップの表面に被着した回路パターンの薄膜
の物性を測定することが必要である。

従来、このような試験材料の表面近傍の物性を７１−１
定するために、微小硬度計が使用される。この微小硬度
計は、基本的には従来の硬度計と同じであるが、圧子に
作用させる荷重を数十ｍｇとし、この圧子の押込み深さ
を極めて浅くし、試験材料の表面近傍の物性のみを１ｌ
ｌｌＪ定できるようにしたものである。

しかし、このように圧子の押込み深さが極めて浅くなる
と、４Ｐｊ定された硬度の精度が大きく低下する。すな
わち、この圧子が試験材料の表面に接触を開始したごく
初期の段階では、この表面の変形は圧子の形状に依存し
たもので弾性変形が主成分であり、この圧子に対応した
圧痕が小さくなり、見掛は上硬度が極めて高くなるとい
う誤差を生じる。また、表面荒さもこのような測定誤差
の原因となる。この圧子の押込み深さが上記のように極
めて浅い場合には、従来の方法によれば、塑性変形分を
分離して見積もることができず、したがって硬度または
引張り強さを正確に評価することができなかった。

従来の方法に改良を加えたものとして、［特開昭６２−
６９１４１号」および「特開昭６２２３１１３６号」に
開示されているような微小硬度計がある。これらのもの
は、圧子の押込み荷重を変化させながら圧子を押込み、
各荷重と押込み深さとの関係を連続的または段階的に測
定し、誤差を少なくすることを目的とするものである。

しかし、これらのものは、圧子の荷重と押込み深さがほ
ぼ比例すること、すなわち試験材料の表面が圧子の押込
みに対応して塑性変形することを前提としている。した
がって、これらのものは、材料の表面近傍の物性を正確
に測定するための課題の本質的な解決方法を提供してお
らず、材料の表面の数μｍないし数十μｍの範囲の７１
１１１定を対象としている。

しかし、最近では、材料の表面近傍の物性のＡ１１ｊ定
をさらに高精度にすることが要望されている。

このようなＡＰｊ定の高精度化の要求に対応するには、
材料の表面の１μｍまたはこれ以下の極めて浅い部分の
みの物性をａＰｊ定することが要求される。このような
極めて浅い部分圧子を押し込む場合には、材料の弾性変
形および表面荒さの影響が極めて大きくなり、圧子の荷
重と押込み深さとの関係は複雑となり、精度が大幅に低
下する不具合を生じる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は以上の事情に基づいてなされたもので、材料の
表面近傍の極めて浅い部分のみの物性を極めて正確かつ
容易に測定する方法およびその装置を提供するものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の測定方法は、押込み荷重または押込み深さを連
続的または段階的に変化させながら圧子を試験材料の表
面に押込み、また押込み荷重または押込み深さを連続的
または段階的に変化させながらこの圧子を引抜き、押込
み過程と引抜き過程の荷重と押込み深さの関係を測定し
、このｔｌｌｊ定結果からこの試験材料の表面近傍の物
性を算出するものである。

また、本発明の装置は、圧子の押込み荷重または押込み
深さを連続的または段階的に変化させることができる押
込み６；ｊ重機構と、この圧子の押込み深さを検出する
押込み深さ検出器と、７１ＰＩ定・制御装置を備え、こ
の測定・制御装置は、所定のパターンで上記の圧子の荷
重または押込み深さを変化させるとともに、上記の押込
み深さ検出器からの信号を受け、この信号から自動的に
試験材料の表面の物性を算出するものである。

［作用］ 本発明の測定方法によれば、圧子の押込み過程と引抜き
過程における荷重−深さの関係から塑性変形に対応した
成分と弾性変形に対応した成分を求めることができる。

したがって、押込み過程と引抜き過程の両方の荷重−深
さの関係から誤差を排除して硬度ないし引張り強度が正
確にａＦ１定できるとともに、ヤング率の測定もできる
。したがって、弾性変形や表面荒さの影響の大きい極め
て浅い範囲の物性を正確かつ容易に測定することができ
る。

また、本発明の装置によれば、このような押込み荷重の
変化、測定結果の処理等を４１１ｊ定・制御装置によっ
て自動的に行うことができ、測定作業を能率的かつ正確
におこなうことができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず、第１図および第２図を参照して本発明の測定方法
を実施するための測定装置を説明する。

前述したような測定を行うには、このｎｊ定装置自体が
高精度でなければならす、この測定装置はこの高い精度
を達成するために各種の考慮が払われている。

第１図には、この測定装置全体を概略的に示す。

図中の１はΔｐｊ定機であり、このａｌｌ定機は気密容
器２内に収容されている。またこの１１１１ｊ定機１に
は、測定・制御装置３が接続されており、この測定・制
御装置３は上記の気密容器２の外側に配置されている。

また、この気密容器２には開閉弁５を介して真空ポンプ
４が接続されており、この気密容器２内を減圧または真
空に排気するように構成されている。また、６は開放弁
であって、この開放弁６を開弁することにより、この気
密容器２内を大気圧に戻すことができる。なお、７は圧
力計であって、この圧力計７によってこの気密容器２内
の圧力が表示される。なお、この気密容器２内は、必要
に応じて不活性ガスに置換され、試験材料等の酸化を防
止する。

上記の測定機１は、上記のような気密容器２内に収容さ
れ、４１１ｊ定時には扉を閉じてこの気密容器２内を真
空に排気するので、空気の振動や揺らぎがなく、測定精
度か向上する。

上記の駆動アーム部３２の先端部に対応して、押込み荷
重機構４０が配置されている。この押込み荷重機構４０
は、ソレノイド４２およびプランジャ４１とから構成さ
れ、上記のソレノイド４２は上記のフレーム２０側に取
付けられ、またプランジャ４１はこの駆動アーム部３２
側に取付けられている。このソレノイド４２には、第５
図に示す負荷電流供給装置４３から電流が給電され、こ
のプランジャ４１を吸引してこの圧子アーム３０にトル
クを与え、上記の圧子３６をこの負荷電流の値に対応し
た押込み荷重で試験材料に押し込むように構成されてい
る。なお、この圧子３６の押込み荷重は１ｍｇから数ｇ
の範囲で調整することができる。

また、上記の圧子アーム部３１の先端部の上方には、押
込み深さ検出器５０が配置されている。

この押込み深さ検出器５０は、光学形の変位計を使用し
ており、この圧子アーム部３１の先端部の変位をたとえ
ばＩＣＬｎｍの精度で検出し、この圧子の押込み深さを
検出し、電気信号に変換する。

なお、この押込み深さ検出器５０はマイクロメータヘッ
ド５１．５２によって精密に位置決めができるように構
成されている。

また、上記の荷重アーム部３３の先端部に対応して、上
記のフレーム側には荷重検出器６０が取付けられている
。またこの荷重アーム部３３の先端部には、上記の軸受
は機構７０に対して上記の圧子３６と対称の位置に突子
３７が突設されている。そして、この突子３７は上記の
荷重検出器６０の接触子６２に当接する。この荷重検出
器６０は荷重をｍｇの精度で検出することができるもの
で、この荷ｆｆ１ｌ出器６０によってこの圧子アム３０
のトルクを測定し、上記の押込み荷重機構４０の校正を
おこなうものである。

また、第２図には、上記の測定・制御装置３の構成を示
す。このａｌｌ定・制御装置３内には、測定・制御回路
９０が設けられており、この回路は後に説明するように
この測定機１の制御、校正および測定結果の処理をなす
ものである。この測定・制御回路９０は、前述した負荷
電流供給装置５３に制御信号を送り、上記の押し込み荷
重機構４０のソレノイド４２に供給する電流を制御し、
所定のパターンで上記の圧子３６の抑圧荷重を制御する
。また、この負荷電流供給装置４３から供給される負荷
電流は、電流検出器９４によって検出され、Ａ／Ｄ変換
器９３でデジタル信号に変換されたのち上記のＪ？Ｊ定
・制御回路９０にフィードバックされる。また、上記の
押し込み深さ検出器５０および荷重検出器６０からの信
号も、それぞれ増幅機９２．９６で増幅され、Ａ／Ｄ変
換器９１゜９５でデジタル信号に変換された後、上記の
ＩＩＦＪ定・制御回路９０に送られるように構成されて
いる。

また、この測定・制御回路９０は、以下のようにして押
し込み荷重機構４０の校正をなすようにプログラムされ
ている。まず、測定に先立って、または定期的に、上記
の荷重検出器６０を下方に移動し、その接触子６２を圧
子アーム３０の突子３７に接触させる。そして、この測
定・制御装置３を作動させると、この測定・制御回路９
０から上記の負荷電流供給装置４３に制御信号が出力さ
れ、この負荷電流供給装置４３からソレノイド４２に供
給される電流ｉは第３図に示すように、一定の時間Δ【
ごとに一定のΔ１ずつ段階的に増加される。このソレノ
イド４２が付勢されることにより、上記の圧子アーム３
０にトルクが発生し、突子３７が荷重検出器６０の接触
子６２を押圧し、その荷重が検出される。この突子３７
は、上記の圧子３６と軸受は機構７０に対して対称の位
置に配置されているので、この突子３７に作用する荷重
はΔ−１定の際に圧子３６に実際に作用する押し込み荷
重と等しい。そして、この荷重検出器６０によって検出
される荷重Ｗは、上記の負荷電流ｉの増加に対応してΔ
Ｗずつ段階的に増加する。そして、上記のａｌ定・制御
回路９０は、各段階ごとに第４図に示すような負荷電流
ｌ、１−ｎ）および第５図に示すような荷重Ｗ（１，、
、，１）をそれぞれ記録し、これらの電流と荷重との関
係を第６図に示すようにｗ−８−ｉ＋Ｔの式に近似させ
る。なお、Ｓ。

Ｔはそれぞれ定数である。この第６図から明らかなよう
に、上記の定数Ｓは、この負荷電流ｉの増加分に対する
荷重Ｔすなわち押し込み荷重の増加分であり、このＳは
ソレノイド４２のコイル感度である。したがって、この
ようにして、このＳおよびＴの値を算出しておくことに
より、任意の押し込み荷重に対応する負荷電流ｉを決定
する。なお上記のような演算は上記の測定・制御回路９
０内で自動的におこなわれ、自動的に記憶されるととも
に、必要に応じてこの結果がデイスプレィ表示またはプ
リントアウトされる。

さらに、この測定・制御回路９０には、以下のようにし
て上記の押込み深さ検出器５０の校正を自動的に行うよ
うにプログラムがなされている。

まず、校正に先立って圧子アーム３０を回動しないよう
にロックする。つぎに、上記の測定・制御回路９０に校
正の際の上記押込み深さ検出器の１ステツプごとの移動
量とステップ回数を入力する。

なお、このような設定は予めおこなっておいてもよい。

そして、上記の測定・制御装置３を作動させると、上記
の深さ検出器５０からの出力がこのａＰＩ定・制御回路
９０に入力され、記録される。次に、このａｌｌｌ定・
制御回路９０からの信号によって、次のステップの校正
を行う旨の指令がなされる。

作業者は、この指令にしたがって、上記の直動形のマイ
クロメータ５１を操作し、予め設定された所定の変位量
Δ１だけこの深さ検出器５０を圧子アーム３０に対して
移動させる。次に、この測定・制御回路９０で上記の深
さ検出器５０からの出力を受け、記録する。以下、同様
にして深さ検出器５０の移動量とその出力を、’ｌ１ｌ
ｌ定する。このようにして測定された移動ｆｆ１ｌと出
力Ｖの関係は、第７図のようになる。このような特性か
ら、これらｌとＶの関係を、 Ｖ−ｋ・Ｉ＋Ｍ の関係式にあてはめ、この定数ｋを算出する。この定数
には、第７図に示す直線の傾斜、すなわちこの押込み深
さ検出器５０の感度である。そして、この測定・制御回
路９０はこのｋの値を記憶し、実際の測定の際にはこの
感度ｋを使用してこの押込み深さ検出器５０からの出力
から圧子３６の実際の押込み深さを正確に算出する。

次に、このような測定装置の作動およびこのようなｔＰ
ｊ定装置を使用しておこなう４ｐ１定方法を説明する。

まず、上記の測定・制御装置３を作動させる。

上記の測定・制御回路９０は、予め設定されたパターン
にしたがって上記の負荷電流供給装置４３を制御し、上
記のソレノイド４２に供給する負荷電流を連続的または
段階的に増加させ、圧子３６に作用する押し込み荷重を
連続的または段階的に増加させてゆく。これによって、
この圧子３６は、試験材料の表面に順次押し込まれてゆ
く。そして、所定の押し込み深さまで押し込まれたら、
この負荷電流を連続的または段階的に減少させ、圧子３
６に作用する押し込み荷重を連続的または段階的に減少
させてゆく。これによって、この圧子３６は、順次引き
抜かれてゆく。

そして、この押し込み過程および引き抜き過程において
、上記の負荷電流ｌからこの圧子３６の押し込み荷重Ｆ
が、また上記の押込み深さ検出器５０からの信号に基づ
いて押込み深さｄが測定され、これら荷重Ｆと押込み深
さｄの関係が連続的または段階的に測定され、その結果
は上記の測定・制御回路９０内に記憶される。そして、
これらの測定結果から、この試験材料の表面近傍の引張
り強度やヤング率等の物性が算出される。

次に、上記の４ｐ１定結果から試験材料の物性を算出す
る過程を具体的な幾つかの試験材＃Ｉについておこなっ
た測定例を例示して説明する。

この例示的な試験において使用した試験材料は、アルミ
合金（Ａ２０１７）、燐青銅、ステンレスＭ　（ＳＵＳ
３０４）　、表面を研磨加工したシリコン、圧延加工し
た状態の金、ニッケルおよび白金である。

また、使用した圧子は、対稜各１１５°の五角錐のダイ
ヤモンド圧子であり、この圧子の押込み荷重の変化率は
１０〜１００ｍｇ／秒である。このような条件で各試験
材料に圧子を押込み、最大荷重１０００ｍｇに達した後
に１秒間保持し、この後押込み過程と同じ荷重変化率で
圧子を引抜いた。そして、この押込み過程および引き抜
き過程において、圧子の押込み荷重Ｆと押込み深さｄを
それぞれ連続的に測定した。その結果を第８図に示す。

この圧子の先端形状は予め判明しているので、この圧子
の押込み深さｄからこの圧子が形成したであろう圧痕の
寸法が計算でき、従来の方法にしたがってこれらの試験
材料の見掛けのビッカース硬度Ｈを算出すると、 Ｈ−Ｆ／Ｓ −０，０３７８４・Ｆ／ｄ２　　・・・（１）の式で算
出される。

このような従来の方法で各試験材料の硬度Ｈを算出した
結果を第９図に示す。この結果から明らかなように、こ
の例示したような浅い領域では、この見掛けの硬度には
大きい誤差が生じる。特に、１００Ｂｍ以下の領域では
誤差は極めて大きくなる。この原因は、圧子の先端が必
ずしも幾何学的に尖鋭ではなく、接触の初期では試験材
料の弾性変形が先行すること、また試験材料の表面荒さ
が原因である。したがって、従来の方法では、このよう
な浅い範囲の材料の物性を正確に把握できない。

そこで本発明では、このような浅い領域すなわち試験材
料の弾性変形や表面荒さの影響の大きい領域での押込み
領域における荷重Ｆと押込み深さｄの関係を、 Ｆ；Ａ−ｄ＋Ｂ　−ｄ２　　　　　　＝−（２）ただし
、Ａ、Ｂは定数； の式に近似させる。なお、Ａ、Ｂは定数である。

この（２）式の第１項は材料の弾性変形および表面荒さ
に対応するものであり、第２項はこの試験材料の塑性変
形に対応するものである。この（２）式は、材料の塑性
変形と弾性変形が混在している場合に成立するものであ
る。この塑性変形は、圧子の押込み荷重と材料の降伏応
力とが釣り合った状態で生しるものであるから、上記の
定数Ｂはこの材料のビッカース硬度Ｈｖに対応する。

上記の（２）式をｄで除すと、 Ｆ／ｄ＝Ａ＋Ｂｄ　　　　　　　　　・・・（３）とな
る。上記の各試験材料について実際に測定した７ｉｐ１
定結果をこの（３）式のようにＦ／ｄとｄの関係で図示
すると第１０図および第１１図のようになる。この第１
０図と第１１図から明らかなように、このＦ／ｄとｄと
の関係は、１１００ｎ以下の領域まで極めて直線的な関
係が維持されている。そして、第１２図に模式的に示す
ように、この押込み過程における傾斜すなわちＢかピッ
カス硬度に対応している。なお、材料の引張り強さσＢ
とビッカース硬度Ｈｖとの間には、Ｈｖ＝０．３１７７
Ｂ　　（ＭＰ　ａ）　　　−（４）の関係があるので、
このビッカース硬度から容易に引張り強度が算出できる
。なお、第１３図には、上記のようにして実際に測定さ
れた各試験材料のＢとＨｖＯ値を示し、理論値と正確に
対応していることが明らかである。

また、圧子の引抜き過程においては、圧痕部の弾性変形
の回復力と圧子の荷重とが釣り合っていると考えられる
。この弾性変形している部分は、塑性変形と異なり、圧
子か直接接触している部分より広い範囲にわたって弾性
変形していると考えられる。しかし、いずれにしても弾
性変形している部分の面積Ｓは、圧子が直接接触してい
る面積すなわちｄ２に比例し、また弾性変形している部
分の深さ【は圧子の押込み深さｄに比例していると考え
られる。また、引抜き過程の初期においては、この圧子
は全面的に試験材料に接触していると考えられるから、
最大押込み荷重をＦ□、最大押込み深さをｄ７、材料の
ヤング率をＥとすると、（Ｆ−Ｆ、）／ＳｚＥ　（ｄ−
ｄ、、）／１（５） となる。ここで、５−ａｄ−’ｔ−βｄ１とすれば、上
記の（５）式は、 Ｆ　／　ｄ　、ｚ　ａ　／β−Ｅ　−（ｄ−ｄ、）十Ｆ
ｆｆｉ／ｄ。

・・・（６） となる。さらに、引抜き過程の初期では、ｄａｄ、であ
るから、上記の（６）式は、Ｄ−α／β・Ｅとして、 Ｆ／ｄ−Ｄ　（ｄ−ｄ−）　十Ｆ−／ｄ、、。

・・（７） となる。第１０図および第１１図の実際の測定結果にお
いても、この（７）式の関係は極めて直線に近い。した
かって、この傾斜すなわちＤからこの材料のヤング率Ｅ
が求められる。

なお、第１４図には、実際に１ｌｌｌｌ定した結果から
算出したＤとヤング率Ｅの関係を示し、この図からも明
らかなように実際のΔ―ｊ定値か理論値と正確に対応し
ている。なお、このＤとＥとの関係は、Ｄ；＝＝−３，
６１・Ｅ　（ＭＰ　ａ）　　　　−（８）である。

以上のように、本発明の方法によれば、試験材料の表面
近傍の１１００ｎ以下の極めて浅い領域においても、こ
の物性を極めて正確に測定することができる。

なお、本発明は上記の実施例には限定されない。

たとえば、本発明の７１ｐ］定方法は、必ずしも上記の
ような装置を使用して実施する必要はない。

また本発明の装置もかならずしも上記の実施例には限定
されず、必要に応じて各種の変更か可能である。

［効果］ 上述のように本発明の測定方法によれば、従来の方法で
は４−１定てきなかった材料表面近傍の極めて浅い部分
の物性を正確かつ容易に７ｉｌｌｊ定することができる
。また、本発明の装置は、このような測定・制御装置に
よってこのような測定方法を自動的に能率よ〈実施する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置全体の概略図、第２図は測定・制
御装置の概略構成図、第３図は供給される負荷電流の変
化を示す線図、第４図は電流検出器で検出された電流□
の状態を示す線図、第５図は荷重検出器で検出された荷
重の状態を示す線図、第６図は負荷電流と荷重との関係
を示す線図、第７図は深さ検出器の移動量と出力との関
係を示す線図、第８図は各種の試験材料の荷重と押込み
深さの関係を示す線図、第９図は各試験材料の見掛けの
硬度を示す線図、第１０図および第１１図は各種の試験
材料のＦ／ｄ（！：ｄとの関係を示す線図、第１２図は
第１０図および第１１図の関係を模式的に説明する線図
、第１３図は各種の試験材料の硬度とＢとの関係を示す
線図、第１４図は各種の材料のヤング率とＤとの関係を
示す線図である。 １・・・４ａ１定機、２・・・気密容器、３・・・Ａ１
１１定・制御装置、４・・・真空ポンプ、３０・・・圧
子アーム、４０・・・押込み荷重機構、５０・・・押込
み深さ検出器、６０・・・荷重検出器、７０・・軸受は
機構。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧子を試験材料の表面に押込むことによってこの
   試験材料の表面の物性を測定する方法であって、 圧子に加える押し込み荷重Ｆまたは押し込み深さを変化
   させながら試験材料の表面にこの圧子を押し込む過程と
   、 この押し込み過程において、上記の押し込み荷重Ｆと上
   記の押し込み深さｄとの関係を連続的または段階的にを
   測定する過程と、 圧子に加える押し込み荷重Ｆまたは押し込み深さを変化
   させながらこの圧子を試験材料の表面から引き抜く過程
   と、 この引き抜き過程において、上記の押し込み荷重Ｆと上
   記の押し込み深さｄとの関係を連続的または段階的に測
   定する過程と、 上記押し込み荷重Ｆと押し込み深さｄの関係から試験材
   料の表面の物性を算出する過程、とを具備したことを特
   徴とする測定方法。
2. （２）上記の試験材料の物性を算出する過程は、上記の
   圧子の押し込み過程における上記の押し込み荷重Ｆと押
   し込み深さｄとの関係を次の式Ｆ／ｄ≒Ａ＋Ｂ・ｄ ただし、Ａ、Ｂはそれぞれ定数； の関係式に近似させ、この定数Ｂから上記の試験材料の
   ビッカース硬度Ｈｖまたは表面の引張り強さσ＿Ｂを求
   めることを特徴とする請求項１記載の測定方法。
3. （３）上記の試験材料の物性を算出する過程は、上記の
   圧子の引き抜き過程における上記の押し込み荷重Ｆと押
   し込み深さｄの関係を次の式Ｆ／ｄ＿ｍ≒Ｆ／ｄ≒Ｄ（
   ｄ−ｄ＿ｍ）＋Ｆ＿ｍ／ｄ＿ｍただし、Ｆ＿ｍは最大押
   込み時の押込み荷重、ｄ＿ｍは最大押込み時の押込み深
   さ、Ｄは定数；の関係式に近似させ、上記の定数Ｄから
   上記の試験材料のヤング率Ｅを求めることを特徴とする
   請求項１記載の測定方法。
4. （４）圧子を試験材料の表面に押し込むことによってこ
   の試験材料の表面の物性を測定する装置であって、 所定の先端形状を有する圧子と、 この圧子に連続的または段階的に変化する押込み荷重を
   加えることができる押込み荷重機構と、この圧子の押込
   み深さを検出する押込み深さ検出器と、 上記の押込み荷重機構を制御して上記の圧子に作用する
   押込み荷重または押し込み深さを変化させながら上記の
   圧子を試験材料の表面に押し込み、またこの押込んだ圧
   子を押込み荷重または押し込み深さを変化させながら引
   抜くとともに、上記の押込み深さ検出器からの信号を受
   け、上記の押込み荷重と圧子の押込み深さとの関係から
   試験材料の表面の物性を算出する測定・制御装置とを具
   備したことを特徴とする測定装置。
5. （５）上記の押込み荷重機構はソレノイドを備え、また
   上記の測定・制御装置はこのソレノイドに給電する電流
   を制御することにより上記の圧子に作用する押込み荷重
   を変化させるものであることを特徴とする請求項４記載
   の測定装置。
6. （６）上記の測定・制御装置は、 上記の圧子の押し込み過程における上記の押し込み荷重
   Ｆと押し込み深さｄとの関係を次の式Ｆ／ｄ≒Ａ＋Ｂ・
   ｄ ただし、Ａ、Ｂはそれぞれ定数； の関係式に近似させ、この定数Ｂから上記の試験材料の
   表面のビッカース硬度Ｈｖまたは引張り強さσ＿Ｂを求
   めるものであることを特徴とする請求項１記載の測定方
   法。
7. （７）上記の測定・制御装置は、 上記の圧子の引き抜き過程における上記の押し込み荷重
   Ｆと押し込み深さｄの関係を次の式Ｆ／ｄ＿ｍ≒Ｆ／ｄ
   ≒Ｄ（ｄ−ｄ＿ｍ）＋Ｆ＿ｍ／ｄ＿ｍただし、Ｆ＿ｍは
   最大押込み時の押込み荷重、ｄ＿ｍは最大押込み時の押
   込み深さ、Ｄは定数；の関係式に近似させ、上記の定数
   Ｄから上記の試験材料のヤング率Ｅを求めるものである
   ことを特徴とする請求項１記載の測定方法。