JPS61114144A - 膜強度測定装置 - Google Patents
膜強度測定装置Info
- Publication number
- JPS61114144A JPS61114144A JP23497184A JP23497184A JPS61114144A JP S61114144 A JPS61114144 A JP S61114144A JP 23497184 A JP23497184 A JP 23497184A JP 23497184 A JP23497184 A JP 23497184A JP S61114144 A JPS61114144 A JP S61114144A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- jig
- membrane
- film
- pressure
- sample
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- Pending
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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
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/026—Specifications of the specimen
- G01N2203/0262—Shape of the specimen
- G01N2203/0278—Thin specimens
- G01N2203/0282—Two dimensional, e.g. tapes, webs, sheets, strips, disks or membranes
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は膜の機械強度測定、特に薄膜の機械強度測定に
好適な装置に関する。
好適な装置に関する。
従来のこの種の測定装置は、例えば特開５５−１０６３
３６号公報に記載のように、測定すべき膜に針を押し付
け、破壊に到る時の力を測定するものや、特開５８−１
９６４３９号公報に記載されているように、基板上に貼
り付いた薄膜に銅球等を押し付は基板の歪を測定する方
法となっていた。
３６号公報に記載のように、測定すべき膜に針を押し付
け、破壊に到る時の力を測定するものや、特開５８−１
９６４３９号公報に記載されているように、基板上に貼
り付いた薄膜に銅球等を押し付は基板の歪を測定する方
法となっていた。
しかし、これらは、いずれも測定装置固有の強度評価で
しかなく、膜単独の歪一応力関係を測定し、膜の強度を
評価することができない。膜強度を測定装置固有の評価
値で定めるのではなく膜それ自身の強度として測定する
ためには、機械強度と呼ばれるヤング率、降伏応力、引
張り強度、破壊伸びなどを測定する必要がおる。しかし
ながら、膜の機械強度を測定するための専用の装置がな
かったため、膜の機械強度測定には大きな困難が伴った
。この困難性の主たる原因は、膜のチャッキングに有効
な方法がなかったためでおる。特に膜厚みが１μｍ程度
となる場合には、通常の引張り試験機などは使えない。
しかなく、膜単独の歪一応力関係を測定し、膜の強度を
評価することができない。膜強度を測定装置固有の評価
値で定めるのではなく膜それ自身の強度として測定する
ためには、機械強度と呼ばれるヤング率、降伏応力、引
張り強度、破壊伸びなどを測定する必要がおる。しかし
ながら、膜の機械強度を測定するための専用の装置がな
かったため、膜の機械強度測定には大きな困難が伴った
。この困難性の主たる原因は、膜のチャッキングに有効
な方法がなかったためでおる。特に膜厚みが１μｍ程度
となる場合には、通常の引張り試験機などは使えない。
本発明は、膜の強度を測定するにあたり、膜単独の機械
的評価を可能とした膜強度測定装置を提供することを目
的とする。
的評価を可能とした膜強度測定装置を提供することを目
的とする。
本発明においては、膜は円形治具に貼り付けることによ
ってチャッキングの問題を解決している。
ってチャッキングの問題を解決している。
この方法によれば、膜厚の大小によらず膜の固定部分の
境界条件は一様に定まる。この様にして周囲を固定した
膜の機械強度全測定するためには、この膜を貼付けた治
具を治具固定装置に固定した上で、膜に内圧を負荷し、
加えた圧力に対する膜の変位量を測定してやればよい。
境界条件は一様に定まる。この様にして周囲を固定した
膜の機械強度全測定するためには、この膜を貼付けた治
具を治具固定装置に固定した上で、膜に内圧を負荷し、
加えた圧力に対する膜の変位量を測定してやればよい。
厚みｄ１加圧面の直径２ａの膜が圧力Ｐを受けてＤだけ
中心部で変位した場合、その引張り応力と、ひずみは次
式％式％ 負荷圧力を変化させ、その圧力に対応する変位量全測定
し、（１）、 （２）式を用いて応力とひずみの変化全
計算することで、膜の応力、ひずみ線図を得ることがで
きる。
中心部で変位した場合、その引張り応力と、ひずみは次
式％式％ 負荷圧力を変化させ、その圧力に対応する変位量全測定
し、（１）、 （２）式を用いて応力とひずみの変化全
計算することで、膜の応力、ひずみ線図を得ることがで
きる。
以下、本発明の測定装置の一実施例を第１図〜第４図に
より説明する。
より説明する。
第１図は全体構成を示すものである。膜試料２を固定す
るための治具ｌは治具保持体３ａと３ｂからなる治具保
持部材３に工り保持されている。
るための治具ｌは治具保持体３ａと３ｂからなる治具保
持部材３に工り保持されている。
膜試料２は第２図及び第３図に示す様に、膜試料固定治
具１に接着剤を用いて貼り付けられている。
具１に接着剤を用いて貼り付けられている。
この治具保持部材３の治具保持体３ａには、膜試料２の
片側に内圧負荷手段５からの圧力を伝えることができる
様に中空室３ｒが形成されている。
片側に内圧負荷手段５からの圧力を伝えることができる
様に中空室３ｒが形成されている。
第４図は、この治具保持部材３の部分を一部断面にし示
す斜視図である。６は中空室３ｒに連通して設けられた
圧力測定手段、４は変位センサなどの試料１の変位測定
手段でおる。この変位測定手段４は内圧負荷手段５によ
って中空室３ｒ内に圧力が加えられたとき、膜試料１の
中心点での最大変位を測定するように変位測定手段４の
測定子４ａが、膜試料１の中心にくる様に配される。こ
の変位測定手段４としては非接触型のセンサを用い膜試
料ｌが金属の場合、静電容量型などのセンナを用いるこ
とができる。膜試料１が高分子などの場合には、光学式
センサを用いることで変位測定を行なう。又、光干渉に
よる干渉縞を観察することによっても変位測定は可能で
ある。膜試料の変位を測定する場合、実際の測定に先立
ち、変位測定手段４からの出力値、変位測定手段４にア
ンプ１１が付随している場合には、アンプ１１からの出
力値と、膜試料１と変位測定手段４先端の距離との間で
の較正曲線を得る作業が必要である。
す斜視図である。６は中空室３ｒに連通して設けられた
圧力測定手段、４は変位センサなどの試料１の変位測定
手段でおる。この変位測定手段４は内圧負荷手段５によ
って中空室３ｒ内に圧力が加えられたとき、膜試料１の
中心点での最大変位を測定するように変位測定手段４の
測定子４ａが、膜試料１の中心にくる様に配される。こ
の変位測定手段４としては非接触型のセンサを用い膜試
料ｌが金属の場合、静電容量型などのセンナを用いるこ
とができる。膜試料１が高分子などの場合には、光学式
センサを用いることで変位測定を行なう。又、光干渉に
よる干渉縞を観察することによっても変位測定は可能で
ある。膜試料の変位を測定する場合、実際の測定に先立
ち、変位測定手段４からの出力値、変位測定手段４にア
ンプ１１が付随している場合には、アンプ１１からの出
力値と、膜試料１と変位測定手段４先端の距離との間で
の較正曲線を得る作業が必要である。
このために、変位測定手段４と膜試料ｌとの相対距離を
変えることを可能とする微動装置を治具保持部材３に設
けるか、別の場所に設ける必要がある。膜試料に加える
圧力は圧力負荷手段５により与えられる。この圧力負荷
手段５に、脈動発生可能な機能を付加することにより、
膜試料１に繰り返し負荷を加え膜試料ｌの疲労寿命を測
定することも可能となる。加えた圧力は圧力測定手段６
により測定される。膜試料ｌに準静的に圧力を加える場
合には、応答速度の遅いマノメータなど全治具固定装置
から離した位置に置いて治具保持部材３から離れた位置
において用いることも可能である。この他に環境コ／ト
ローラ８金用いて膜試料近傍の環境を変化させたり、脈
動圧を加えたりする場合には、膜試料のできるだけ近く
に応答性の良い圧力センサを設置するのが望ましい。又
、環境コントローラ８によって膜試料を取り囲む環境を
変化させる場合にそなえて、治具保持部材近傍を断熱壁
７によって被う。
変えることを可能とする微動装置を治具保持部材３に設
けるか、別の場所に設ける必要がある。膜試料に加える
圧力は圧力負荷手段５により与えられる。この圧力負荷
手段５に、脈動発生可能な機能を付加することにより、
膜試料１に繰り返し負荷を加え膜試料ｌの疲労寿命を測
定することも可能となる。加えた圧力は圧力測定手段６
により測定される。膜試料ｌに準静的に圧力を加える場
合には、応答速度の遅いマノメータなど全治具固定装置
から離した位置に置いて治具保持部材３から離れた位置
において用いることも可能である。この他に環境コ／ト
ローラ８金用いて膜試料近傍の環境を変化させたり、脈
動圧を加えたりする場合には、膜試料のできるだけ近く
に応答性の良い圧力センサを設置するのが望ましい。又
、環境コントローラ８によって膜試料を取り囲む環境を
変化させる場合にそなえて、治具保持部材近傍を断熱壁
７によって被う。
膜試料の機械強度をひずみと応力の関係として得るため
に、データレコーダ９と演算表示装置ｌＯを設ける。変
位測定手段４もしくは、変位測定にセンサを用いる場合
変位測定用アンプ１１より得られる膜試料の変位量と、
圧力測定手段６から得られる圧力値を記録し、前述の（
１）、 （２）式にある関係成金もとにひずみと応力を
計算し表示するのが、それぞれ、データレコーダ９と演
算表示装置１０である。
に、データレコーダ９と演算表示装置ｌＯを設ける。変
位測定手段４もしくは、変位測定にセンサを用いる場合
変位測定用アンプ１１より得られる膜試料の変位量と、
圧力測定手段６から得られる圧力値を記録し、前述の（
１）、 （２）式にある関係成金もとにひずみと応力を
計算し表示するのが、それぞれ、データレコーダ９と演
算表示装置１０である。
以上、本実施例によれば、単独試料としての膜試料に対
して、任意の環境のもと機械強度、疲労強度を測定する
事が可能となる。
して、任意の環境のもと機械強度、疲労強度を測定する
事が可能となる。
本発明によれば、膜を周囲固定状態で強度測定が可能と
な９膜のひずみ、応力線図を得ることが可能となり膜の
絶対的な強度評価が行える。
な９膜のひずみ、応力線図を得ることが可能となり膜の
絶対的な強度評価が行える。
第１図は本発明の膜強度測定装置の一実施例の全体構成
を示す図、第２図は第１図における膜固定治具を示す平
面図、第３図は第２図のｎｒ−ｍ’線断面図、第４図は
第１図における治具保持部材部分の一部断面斜視図であ
る。 １・・・膜試料固定治具、２・・・膜試料、３・・・治
具保持部材、４・・・変位測定手段、５・・・内圧負荷
手段、６・・・圧力測定手段、７・・・断熱壁、８・・
・環境コントローラ、９・・・データレコーダ、ｌＯ・
・・演算表示装置。
を示す図、第２図は第１図における膜固定治具を示す平
面図、第３図は第２図のｎｒ−ｍ’線断面図、第４図は
第１図における治具保持部材部分の一部断面斜視図であ
る。 １・・・膜試料固定治具、２・・・膜試料、３・・・治
具保持部材、４・・・変位測定手段、５・・・内圧負荷
手段、６・・・圧力測定手段、７・・・断熱壁、８・・
・環境コントローラ、９・・・データレコーダ、ｌＯ・
・・演算表示装置。
Claims (1)
- 測定すべき膜の片面に圧力を加え、膜の強度を測定する
装置において、膜自体を支持する支持手段と、この支持
手段を保持する保持手段と、この保持手段を介して膜の
片面に圧力を負荷するための圧力負荷手段と、膜の変位
量を測定する変位量測定手段を備えたことを特徴とする
膜強度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23497184A JPS61114144A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 膜強度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23497184A JPS61114144A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 膜強度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61114144A true JPS61114144A (ja) | 1986-05-31 |
Family
ID=16979117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23497184A Pending JPS61114144A (ja) | 1984-11-09 | 1984-11-09 | 膜強度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61114144A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01237430A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 薄膜の内部応力・ヤング率測定装置 |
| JP2006526775A (ja) * | 2003-06-05 | 2006-11-24 | インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・ピーエルシー | 材料の検査 |
| JP2011509413A (ja) * | 2008-01-09 | 2011-03-24 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | 積層体の機械加工性を評価する装置および方法 |
-
1984
- 1984-11-09 JP JP23497184A patent/JPS61114144A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01237430A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 薄膜の内部応力・ヤング率測定装置 |
| JP2006526775A (ja) * | 2003-06-05 | 2006-11-24 | インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・ピーエルシー | 材料の検査 |
| JP2011509413A (ja) * | 2008-01-09 | 2011-03-24 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | 積層体の機械加工性を評価する装置および方法 |
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