JPH0474924A - 材料組織評価方法 - 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］ 本発明は、粒子あるいは繊維等が分散する粒子分散系の
材料の粒子等の分散状態を定量的に評価する材料組織評
価方法に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、ポリマー中にカーボンブラック微粒子を分散さ
せ、導電性能や電磁シールド性能を得るようにした高分
子と各種充填剤とからなる粒子分散系高分子材料が注目
を集めており、その他にもマトリックス（母材）中に微
粒子や繊維等を分散させて高機能材料とした粒子分散系
材料が数多く生み出されているにれら粒子分散系材料で
は、マトリックス中に微粒子成分がどれだけの量存在す
るかだけでなく、その分散状態が物性値や特性値を左右
することが良く知られ、材料組織のミクロ分散状態を定
量的に評価することは重要な課題である。

そこで、従来では、材料組織を格子状の小領域に区切り
、各領域内の粒子数の分布の標準偏差などで評価する手
法（Ｇｕｒｌａｎｄ、　Ｊ　　：離散的な空間分布、Ｐ
３０９〜３２２．計量形態学（牧島他訳）、内田老鶴圃
（１９８３））や、フーリエ変換法（Ｂｒｉｇｈａｍ、
　Ｅ　、　Ｏ；高速フーリエ変換（今用他訳）、科学技
術出版社（１９７８））などが提案され５特定の対象材
料については、形態と特性値との相関が明らかになって
いる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述のような粒子分散性を定量評価する手法
はいくつかは提案されているものの、対象材料が限定さ
れたり、また２次凝集的な分散などのように複雑な分散
状態を定量評価する場合には適さないことが多く、形態
と物性・特性との関連性の評価として未解決な課題が多
かった。このため、この種の粒子分散性の評価は人の主
観的な判断によって行うしかなかった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、対象材料が限定されることなく、し
かも２次凝集的な分散などのように複雑な分散状態であ
っても定量的に評価することができる材料組織評価方法
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は材料組織を撮像し
て得た画像上に任意の直線を設定し、その直線に接触す
る粒子を抽出して一定方向において粒子間の距離を計測
し、少なくとも計測した粒子間距離の平均値、標準偏差
及び分布を求めて、これより分散状態指数及び距離のヒ
ストグラムを算出し、粒子分散系材料における粒子等の
分散状態の評価を行うようにしである。

［作用］ 本発明は、上述のように分散状態を数値表現する方法と
して粒子間距離に着目したものであり、この粒子間距離
で分散状態を数値表現することにより、対象材料が限定
されず、しかも複雑な粒子分散状態でも定量的に評価で
きるようにしたものである。

［実施例］ 第１図乃至第４［１１ｉｉ１１に本発明の一実施例を示
す。

本実施例では次の手法によって粒子分散状態を定量的に
評価する。

■　被検査材料の組織を撮影して原画像ａを得る。なお
、原画像ａは写真撮影したものであっても良い。

■　上記原画像ａを２値化して２値化画像すを得る ■　上記２値化画像６上に任意の直線イを設定するくそ
の２値化画像をＣで示す）。

■　上記直線に接触する粒子のみを抽出する〈直線に接
触する粒子のみを抽出した２値化画像をｄで示す）。

■　上記直線に接触する２粒子の重心間距離Ｘを計測す
る（重心間距離Ｘの計測方法を示す２値化画像をＣで示
す）。なお、２粒子の重心間距離の計測は直線に沿う一
定方向に間して行う６但し、その方向に限定はない。

■　上記■〜■の操作を所定回数繰り返す。

■　上述のように計測された全ての重心間距離Ｘの平均
値（Ｘ）、標準偏差（σ）及び分布を求める。

■　求めた処理データを用いて分散状態指数（Ｃ１■＝
σ／ｘ）及び距離のヒストグラムを求める。

ここで、Ｃ，Ｖ値は小さいほど粒子間距離の個々のデー
タのばらつきが少なく、つまりは粒子間距離が平均して
いることを示す値である。従って、Ｃ１■値が小さいと
、分散状態が均一に近く、粒子の偏析等が少ないことを
意味する。また、■における直線イは第２図のように２
値化画像すの全体に及ぶように設定しである。例えば、
上記直線イを２値化画像すに部分的に設定すると、第５
図に示すように幾つか粒子が集まってクラスター（集団
）を形成している場合においては、クラスター内の粒子
の重心間距離だけが計測され、クラスター間のばらつき
情報が得られないことになる。しかし、第２図のように
直線イを設定すると、クラスター間のばらつき情報も得
られ、好適な粒子の分散状態の定量評価を行うことがで
きることになる。

本実施例の材料組織の分散状態定員評価法を用いて、第
３図（ａ）　、　（ｂ）に示す粒子が均一に分散した材
料、及び粒子が不均一に分散した材料に関して評価を行
った結果、第４図に示すように第３図（ａ）の材料の方
がＣ３■値が小さく、分散状態が均一であることが分か
る。なお、第４図中の横軸は計測した粒子の重／Ｃ−間
距離Ｘの個数を示し、縦軸にＣ１■値を示し、図中の実
線で第３図（ａ）の計測結果を示し、破線で同図（ｂ）
の計測結果を示してある。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、材料組織を撮像して得た画像上
に任意の直線を設定し、その直線に接触する粒子を抽出
して一定方向において粒子間の距離を計測し、少なくと
も計測した粒子間距離の平均値、標準偏差及び分布を求
めて、これより分散状態指数及び距離のヒストグラムを
算出し、粒子分散系材料における粒子等の分散状態の評
価を行うものであり、粒子間距離で分散状態を数値表現
するので、対象材料が限定されず、しかも複雑な粒子分
散状層でも定量的に評価できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の分散状態指数を求める手順
を示す説明図、第２図は同上における直線設定方法の説
明図、第３図（ａ）　、　（ｂ）は夫々粒子の分散状態
が均−及び不均一な材料を示す模式図、第４図は第３図
（ａ）　、　＜ｂ）の材料において分散状態指数を求め
た場合の計測結果の説明図、第５図は不適切な直線設定
方法の説明図である。 ａは画像、 ｂは２値化画像、 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒子あるいは繊維等が分散する粒子分散系の材料
   の粒子等の分散状態を定量的に評価する材料組織評価方
   法であって、材料組織を撮像して得た画像上に任意の直
   線を設定し、その直線に接触する粒子を抽出して一定方
   向において粒子間の距離を計測し、少なくとも計測した
   粒子間距離の平均値、標準偏差及び分布を求めて、これ
   より分散状態指数及び距離のヒストグラムを算出し、粒
   子分散系材料における粒子等の分散状態の評価を行って
   成ることを特徴とする材料組織評価方法。