JPS59174751A - セラミツクス製品の欠陥検査方法 - Google Patents
セラミツクス製品の欠陥検査方法Info
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- JPS59174751A JPS59174751A JP58048748A JP4874883A JPS59174751A JP S59174751 A JPS59174751 A JP S59174751A JP 58048748 A JP58048748 A JP 58048748A JP 4874883 A JP4874883 A JP 4874883A JP S59174751 A JPS59174751 A JP S59174751A
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- Japan
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- thermal stress
- ceramic
- ceramic product
- stress
- product
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- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/72—Investigating presence of flaws
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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-
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02854—Length, thickness
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】
に関する。
セラミックス製品は、高温領域における高強度。
高耐食性また＠量である等の利点を有し、近年のセラミ
ックス技術の発展に伴ない金属製品と置き換えることが
研究されている。この時間：ｊ：αとなるのは、セラミ
ックス製品の実際に使用される環境下での強度等の信頌
性である。セラミックス・製品の破壊は、亀裂等の欠陥
、特に表面近傍のものを破壊の茅として進展するため、
実用応力下・で破壊の芽となる欠陥を非破壊的に検出す
る検死方法の確立が望まれている。
ックス技術の発展に伴ない金属製品と置き換えることが
研究されている。この時間：ｊ：αとなるのは、セラミ
ックス製品の実際に使用される環境下での強度等の信頌
性である。セラミックス・製品の破壊は、亀裂等の欠陥
、特に表面近傍のものを破壊の茅として進展するため、
実用応力下・で破壊の芽となる欠陥を非破壊的に検出す
る検死方法の確立が望まれている。
金属製品の分野ではこの様な非破壊検査方法として超音
波パルス法（以下ＵＴ法と略す。）アコースティックエ
ミッション法（以下ＮＥ法と略す。）等が用いられてい
る。
波パルス法（以下ＵＴ法と略す。）アコースティックエ
ミッション法（以下ＮＥ法と略す。）等が用いられてい
る。
この様な方法を直接セラミックス製品に適用するのは、
セラミックと金属の基本的性質の相違等から困雉である
。例えば金属製品では検査対象となる亀裂寸法はミリメ
ートルのオーダであり、セラミックス製品の場合４返め
でｌｉｔ♂性に富むため亀裂寸法はｌＯＯμｍ程贋以下
表金属の場合と大きな差違がある。
セラミックと金属の基本的性質の相違等から困雉である
。例えば金属製品では検査対象となる亀裂寸法はミリメ
ートルのオーダであり、セラミックス製品の場合４返め
でｌｉｔ♂性に富むため亀裂寸法はｌＯＯμｍ程贋以下
表金属の場合と大きな差違がある。
また対象となるセラミックス製品は板状１円筒状等の単
純形状の他に、例えばターボチャージャーローター等の
複雑外形のものがある。このような複雑外形の場合、Ｕ
Ｔ法では超音波の入反射特性が複雑となり欠陥の検出は
非常に困櫃となりＵ′ｒ法の適用は難点があった。
純形状の他に、例えばターボチャージャーローター等の
複雑外形のものがある。このような複雑外形の場合、Ｕ
Ｔ法では超音波の入反射特性が複雑となり欠陥の検出は
非常に困櫃となりＵ′ｒ法の適用は難点があった。
またこの様に複雑外形となると機械的に応力を印加する
ことも困難であり、磯イ戒的応力印加によるＡｚ法の適
用が困難である。
ことも困難であり、磯イ戒的応力印加によるＡｚ法の適
用が困難である。
本発明は以上の点を考Ｍｌしてなされたものであり、煩
雑外形をゼするセラミックス製品の欠陥の４ 出力可能
であるセラミックス製品の欠陥検査方法を提供すること
を目的とする。さらにはセラミックス製品の欠陥位置を
も容易に演出することのできるセラミックス製品の欠陥
検査方法を提供することを目的とする。
雑外形をゼするセラミックス製品の欠陥の４ 出力可能
であるセラミックス製品の欠陥検査方法を提供すること
を目的とする。さらにはセラミックス製品の欠陥位置を
も容易に演出することのできるセラミックス製品の欠陥
検査方法を提供することを目的とする。
本発明はセラミックス製品に加熱による熱応力を印加す
る第１の工程と、前記加熱過程における前記セラミック
ス製品からの弾性波放出を検出する等２の工程とを具イ
１清したことを背黴とするセラミックス製品の欠陥検査
方法である。
る第１の工程と、前記加熱過程における前記セラミック
ス製品からの弾性波放出を検出する等２の工程とを具イ
１清したことを背黴とするセラミックス製品の欠陥検査
方法である。
すなわち本発明においては、・機械的応力を用いず、加
熱によりセラミックス製品に熱応力を加え。
熱によりセラミックス製品に熱応力を加え。
弾性波放出（ＡＥ）を検出する。このように熱応力を用
いれは、機械的に外力を加えることのできない複雑外形
のノ摩合においてもＡＥ検出を行々うことができる。
いれは、機械的に外力を加えることのできない複雑外形
のノ摩合においてもＡＥ検出を行々うことができる。
本発明においては、加熱により熱応力を加える。
セラミックス製品中の破壊の芽となる亀裂の進展は、こ
の加熱過程において生じる。すなわち、加熱過程におい
ては、加熱される表面の温度の方が高くなるため、セラ
ミックス製品内部には引張応力が生じ、との引張応力に
よって亀裂が進嵯するのである。また後述するように６
惺度差ΔＴは一般に故ＧＫ以上必要であるため、冷却で
は−２７３にと限界があり、所望の温度差を得ることが
できない。
の加熱過程において生じる。すなわち、加熱過程におい
ては、加熱される表面の温度の方が高くなるため、セラ
ミックス製品内部には引張応力が生じ、との引張応力に
よって亀裂が進嵯するのである。また後述するように６
惺度差ΔＴは一般に故ＧＫ以上必要であるため、冷却で
は−２７３にと限界があり、所望の温度差を得ることが
できない。
またこのような面低温にするとセラミックス製品の；性
質がかわってしまうことも考えられ、好ましくない。さ
らに冷却の場合、セラミックス製品内部には圧りａ応力
がかかることになる。このような圧縮応力ではら１張応
力に比べ十分な亀裂の進展が期待できない。従って冷却
によっては亀裂進（２）により発生する入Ｅの測定が困
ユ４ｔである。
質がかわってしまうことも考えられ、好ましくない。さ
らに冷却の場合、セラミックス製品内部には圧りａ応力
がかかることになる。このような圧縮応力ではら１張応
力に比べ十分な亀裂の進展が期待できない。従って冷却
によっては亀裂進（２）により発生する入Ｅの測定が困
ユ４ｔである。
よた；、！ｌｔ火吻の耐熱性の測定にＡｇ検出を用いる
こ、！： が＃ｆ究すｉ −ｃ イるが、（Ｏｇｎｅｕ
ｐｏｒｙ、 Ｎ ｏ、 ３ 、 ＰＰ、 ４７−’５Ｑ
、 Ｍａｒｃｈ、１９８２ ） 、この方法では、一
旦温度を１ｏｏｏ’ｏ程度まで上昇させ、低速度で降温
させる時に生じるＡＥを検出して１け熱叶の検査を行な
っている。しかしながら、本発明において演出対象とし
ている破壊の芽となる亀裂の進展は、最初の昇温ＡｄＫ
生じやすいため、このような一旦舛温し、冷却段；皆で
のＡＥ発生を検出する方法では欠陥検出は期待できない
。
こ、！： が＃ｆ究すｉ −ｃ イるが、（Ｏｇｎｅｕ
ｐｏｒｙ、 Ｎ ｏ、 ３ 、 ＰＰ、 ４７−’５Ｑ
、 Ｍａｒｃｈ、１９８２ ） 、この方法では、一
旦温度を１ｏｏｏ’ｏ程度まで上昇させ、低速度で降温
させる時に生じるＡＥを検出して１け熱叶の検査を行な
っている。しかしながら、本発明において演出対象とし
ている破壊の芽となる亀裂の進展は、最初の昇温ＡｄＫ
生じやすいため、このような一旦舛温し、冷却段；皆で
のＡＥ発生を検出する方法では欠陥検出は期待できない
。
こｈは前述のとと〈引張応力の方が圧縮応力に比べ亀裂
進展を起こし易いためである。
進展を起こし易いためである。
ることかできる。この加熱は、急速に行なうことが好ま
しく、熱応力をと衝撃的に印加することにより、まりＡ
Ｈの発生を起こし易い。
しく、熱応力をと衝撃的に印加することにより、まりＡ
Ｈの発生を起こし易い。
また本発明においては、Ａ １４発生数（Ｎ）および単
位時間あたりのＡＥ発生ａ（ｄＮ／ｄｔ）を測定対象と
する。しかしながらＮは、（１１［定時間等にも関係す
るため、絶対的な獣ではない。これに対しｄＮ／ｄｔは
亀裂進展を特赦づける欠陥の形状、大きさ等に関係する
パラメータとなっている。これを用いて後述のごとく等
１１Ｉｉ亀裂寸法を求めることができる。
位時間あたりのＡＥ発生ａ（ｄＮ／ｄｔ）を測定対象と
する。しかしながらＮは、（１１［定時間等にも関係す
るため、絶対的な獣ではない。これに対しｄＮ／ｄｔは
亀裂進展を特赦づける欠陥の形状、大きさ等に関係する
パラメータとなっている。これを用いて後述のごとく等
１１Ｉｉ亀裂寸法を求めることができる。
またセラミックは金属等に比べ熱伝導率が小さいため、
加熱等の処理を施した場合、その処理を施した近傍のみ
Ｋ ＬＩＡ度差を発生させることができる。従って加熱
をセラミックス製品の部分的領域に行なえは、その領域
にのみ熱応力を印加することができる。この部分的熱応
力の印加により発生するＡＥはこの領域から発生したも
のとみなすこス製品であっても所望の部分のみを検査で
きる等の利点を有する。
加熱等の処理を施した場合、その処理を施した近傍のみ
Ｋ ＬＩＡ度差を発生させることができる。従って加熱
をセラミックス製品の部分的領域に行なえは、その領域
にのみ熱応力を印加することができる。この部分的熱応
力の印加により発生するＡＥはこの領域から発生したも
のとみなすこス製品であっても所望の部分のみを検査で
きる等の利点を有する。
さらに部分的に応力をかけることができることを利用し
て、セラミックス製品中における亀裂等の火陥位置を検
出することができる。すなわち、セラミックス製品の部
分的頭載ごとに熱応力を印加し、この各々の領域ごとに
ＡＥ検出を行なうことにより、どの領域でＡＥが発生し
たかを判断することができる。
て、セラミックス製品中における亀裂等の火陥位置を検
出することができる。すなわち、セラミックス製品の部
分的頭載ごとに熱応力を印加し、この各々の領域ごとに
ＡＥ検出を行なうことにより、どの領域でＡＥが発生し
たかを判断することができる。
このようにどの領域に欠陥があるのかを判断することが
できるため、どの領域が強度的に弱いかの判断、さらに
は製造工程へのフィードバックが可能となる。
できるため、どの領域が強度的に弱いかの判断、さらに
は製造工程へのフィードバックが可能となる。
本発明において熱応力を印加する場合、例えばタングス
テンランプによる加熱、レーザ光による加熱等各種の手
段が考えられ、温度差を生じることが町ＫＦであればど
のような手段でも良い。また部分的に熱応力を加えるた
め、例えばレンズ等の光学系を用いランプからの光を絞
って照射を行なっても良い。またこの熱源を走査、又は
セラミックス製品を移動させることにより領域ごとの熱
応力印加を行なうことができる。
テンランプによる加熱、レーザ光による加熱等各種の手
段が考えられ、温度差を生じることが町ＫＦであればど
のような手段でも良い。また部分的に熱応力を加えるた
め、例えばレンズ等の光学系を用いランプからの光を絞
って照射を行なっても良い。またこの熱源を走査、又は
セラミックス製品を移動させることにより領域ごとの熱
応力印加を行なうことができる。
またＡＥ検出は、通常行なわれるように直接又は導波路
を介してセラミックス製品に装着したＡｌｆｌセンサー
を用すて行なうことができる。
を介してセラミックス製品に装着したＡｌｆｌセンサー
を用すて行なうことができる。
熱応力Ｊ、の大きさは次式（１）で−イ出される値で代
表させることができる。
表させることができる。
Ｋ：熱膨張係数
Ｅ：ヤング率
シ：ポアツ゛ノン比
ΔＴ：温度差
またグリフイスモデルの亀裂を想定し、潜在亀裂長を２
ａとしたときの破壊応力σｆは次式（２）で与えられる
。
ａとしたときの破壊応力σｆは次式（２）で与えられる
。
Ｋ、ｏ：破壊靭性値
Ｙ 二形状係故
従って熱応力を印加する際の（品度差Δ゛ｒは、（１）
。
。
（２）式より検出を望む潜在亀裂長２ａに応じて次式（
３）の範囲で４ぶことが望ましい。
３）の範囲で４ぶことが望ましい。
例えばエンジニャリングセラミックスとしてＳｉ、Ｎ、
を想定し、その材料特性値としてに、ｏ＝ ５ （ＭＮ
、ｎ２ ） Ｅ＝ ３１０ （ａＮｌｌ、−２） ν ＝ ０２５ Ｋ ＝ ３．２ＸＩＯ” （Ｋ ’）Ｙ ＝１ を用いれば、 ΔＴＪ了２３．７８ （３７１）となる。式（
３−１）を用いて＋ｒｉＪ在亀裂寸法とその亀裂を成長
させる温度差とのＦ７ｉＩ系を第ｌＱに示す。第１図か
ら明らかなようにＳｉ、Ｎ、においてグリフイスモデル
が適用できる状況下では、５００にくΔＴ＜８００Ｋ
なる温度差を設定すれば２０〜５（）μｍの亀裂の成長
を起こすことができる。従ってこのような温度差ΔＴを
加えることＫより別〜関μｍ程度の亀裂等の欠陥の存在
を検出することができる。
を想定し、その材料特性値としてに、ｏ＝ ５ （ＭＮ
、ｎ２ ） Ｅ＝ ３１０ （ａＮｌｌ、−２） ν ＝ ０２５ Ｋ ＝ ３．２ＸＩＯ” （Ｋ ’）Ｙ ＝１ を用いれば、 ΔＴＪ了２３．７８ （３７１）となる。式（
３−１）を用いて＋ｒｉＪ在亀裂寸法とその亀裂を成長
させる温度差とのＦ７ｉＩ系を第ｌＱに示す。第１図か
ら明らかなようにＳｉ、Ｎ、においてグリフイスモデル
が適用できる状況下では、５００にくΔＴ＜８００Ｋ
なる温度差を設定すれば２０〜５（）μｍの亀裂の成長
を起こすことができる。従ってこのような温度差ΔＴを
加えることＫより別〜関μｍ程度の亀裂等の欠陥の存在
を検出することができる。
またｔ’＝ Ｅ検出（（より等価亀裂寸法を求めること
もできる。
もできる。
一般に亀裂成長に伴ない亀裂成長速度に依存するＡＥが
発生することけＳ’３Ｎ４ ’ｆＦにおいても既に知ら
れている（Ｈ，Ｔｗａｓａｋｉ、 Ｍ、 ｉｚｕ＋ｎｉ
ａｎｄ Ｋ、０ｈｔａ。
発生することけＳ’３Ｎ４ ’ｆＦにおいても既に知ら
れている（Ｈ，Ｔｗａｓａｋｉ、 Ｍ、 ｉｚｕ＋ｎｉ
ａｎｄ Ｋ、０ｈｔａ。
“Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｈｍ１ｓｓｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ
ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｒａｃｋｇｒｏｗ
ｔｈ ｉｎ Ｓｉ、Ｎ４ａｎｄ Ａ／２０．” 、Ｐｒ
ｏｃ、 ｏｆ ｔｈｅ ６ ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａ／ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｍ
ｐｏｓｉｕｍ、 ５ｕｓｏｎｏ。
ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｒａｃｋｇｒｏｗ
ｔｈ ｉｎ Ｓｉ、Ｎ４ａｎｄ Ａ／２０．” 、Ｐｒ
ｏｃ、 ｏｆ ｔｈｅ ６ ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａ／ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｙｍ
ｐｏｓｉｕｍ、 ５ｕｓｏｎｏ。
Ｊａｐａｎ １９８２ 以下引ハ］文献−１）ｏ Ａ
Ｅ発生率ｄＮ／ｄｔ 、亀裂成長速度Ｖ。、応力拡大係
数１（１，印加応力σとの間には以下の関係がある。
Ｅ発生率ｄＮ／ｄｔ 、亀裂成長速度Ｖ。、応力拡大係
数１（１，印加応力σとの間には以下の関係がある。
ｄｓ／ｄｔ−βＶｏ（４１
β＝ ｄ＋Ｊ／ｄｓ −ｄｓ／ｄａ
曲／ｄｓ ： 嚇位破面増によるＡＥ発生率ｄｓ／ｄａ
：亀裂長さａの増加による破面増加率 ■。＝α（ｋ１／ｋｏ）ｎ （５）ｋｏ：規格
化定数（−１ＭＮｍ） ｋＩ ＝Ｙσ、／Ｔ （６）α、β、ｎ等の
値けＤｏｕｂｌｅ Ｔｏｒｓｉｏｎ法を用いるＡＭ規則
から測定された値より求ま゛るものであり、共ＪｌのＡ
Ｅ計測榮件下でＶｉ、材料定数とみることができる。
：亀裂長さａの増加による破面増加率 ■。＝α（ｋ１／ｋｏ）ｎ （５）ｋｏ：規格
化定数（−１ＭＮｍ） ｋＩ ＝Ｙσ、／Ｔ （６）α、β、ｎ等の
値けＤｏｕｂｌｅ Ｔｏｒｓｉｏｎ法を用いるＡＭ規則
から測定された値より求ま゛るものであり、共ＪｌのＡ
Ｅ計測榮件下でＶｉ、材料定数とみることができる。
ｄＮ／ｄｔ及びΔＴは本検査方法により得られる値であ
り、この値及び式（４） （５） （６）を用い、セラ
ミックス製品における欠陥の等価亀裂寸法ａｅを次式（
力により求めることができる。
り、この値及び式（４） （５） （６）を用い、セラ
ミックス製品における欠陥の等価亀裂寸法ａｅを次式（
力により求めることができる。
Ｊｏｇ＋ｏａｅ−’ （２／２＋ｎ）（ｌｏｇ、ｏ（ｄ
ｎ／ｃｉｔ ）＋ｔ！Ｏｇｔｏ（（ｊ（Δ’Ｌ’）））
（力Ｇ（ΔＴ） ＝ （１／２ｙｒａ ） （ｄｎ ／
（Ｉ５） −’ （ＫＥ／（Ｉ−ｖ ） ｋｏ） −２
，、、−ｎ式（７）により、Ｓｉ３Ｎ４＋Ａで得られて
いるｉｉ！ （引用文献−１参考）α＝ １．４ｘｌＯ
−１８（ｍ／ｓ） 、ｎ＝ ２１ 、 ｄｎ／ｄｓ：
８．２Ｘ＋０７（ｍ−２）を用いたｄ＋４／ｄｔ ’−
ａｅの関係を、ΔＴをパラメータとして等２図に示す。
ｎ／ｃｉｔ ）＋ｔ！Ｏｇｔｏ（（ｊ（Δ’Ｌ’）））
（力Ｇ（ΔＴ） ＝ （１／２ｙｒａ ） （ｄｎ ／
（Ｉ５） −’ （ＫＥ／（Ｉ−ｖ ） ｋｏ） −２
，、、−ｎ式（７）により、Ｓｉ３Ｎ４＋Ａで得られて
いるｉｉ！ （引用文献−１参考）α＝ １．４ｘｌＯ
−１８（ｍ／ｓ） 、ｎ＝ ２１ 、 ｄｎ／ｄｓ：
８．２Ｘ＋０７（ｍ−２）を用いたｄ＋４／ｄｔ ’−
ａｅの関係を、ΔＴをパラメータとして等２図に示す。
セラミックス製品にがかる実除の使用下での応力があら
かじめわかっている場合は、この等価亀裂寸法ａＫよリ
セラミックス製品の良否判定を行なうことができる。す
なわち、加わる応力の下で急速破壊の芽となる等価亀裂
寸法をａ、とすれば、Ａｇ発生がないもの、若しくはあ
ったとしても♂８りａＩなる関係を満足するものを良品
と判断し、との条件を満足しないものを不良品と判断す
るのである。
かじめわかっている場合は、この等価亀裂寸法ａＫよリ
セラミックス製品の良否判定を行なうことができる。す
なわち、加わる応力の下で急速破壊の芽となる等価亀裂
寸法をａ、とすれば、Ａｇ発生がないもの、若しくはあ
ったとしても♂８りａＩなる関係を満足するものを良品
と判断し、との条件を満足しないものを不良品と判断す
るのである。
以上説明したように本発明に゛よれば、熱応力を用いる
ので、従来法では困難であった複雑外形を有するセラミ
ックス製品においてもＡｇ検出を行なうことができる。
ので、従来法では困難であった複雑外形を有するセラミ
ックス製品においてもＡｇ検出を行なうことができる。
また部分的に熱応力を印加することにより所望の領域の
みの非破壊検★を行なうことができる。
みの非破壊検★を行なうことができる。
このような部分的な領域の非破壊検査をいくつがの領域
で行なえば、どの領域に欠陥があるかの判定も可能であ
り、セラミックス製品の信頼性の判定に非常に有効であ
る。
で行なえば、どの領域に欠陥があるかの判定も可能であ
り、セラミックス製品の信頼性の判定に非常に有効であ
る。
さらに本発明によれば等価亀裂寸法ａｅを求めることが
できるので、セラミックス製品の良否判定に非常に有効
である。
できるので、セラミックス製品の良否判定に非常に有効
である。
以下に本発明の詳細な説明する。
まずセラミックス製品を全体的に加熱した実施例−１を
説明する。＠３図に本実施例に用いる非破壊検査装置を
ブロック図として示す。熱応力印加装置（１）として小
型電気炉を用い、この小型峨気炉内に位置するようにセ
ラミックス製品（２）として５ｒｓＮ＜Ｈのターボチャ
ージャーロータを配置する。
説明する。＠３図に本実施例に用いる非破壊検査装置を
ブロック図として示す。熱応力印加装置（１）として小
型電気炉を用い、この小型峨気炉内に位置するようにセ
ラミックス製品（２）として５ｒｓＮ＜Ｈのターボチャ
ージャーロータを配置する。
このターボチャージャーロータはＳｉ、Ｎ４４４からな
る導波路（３）にシリコーン油等で固定され、この導波
路（３）の端部にシリコーン油等で固定して配置された
ＡＥセンサ（４）によりＡＥを検出する。この人Ｅセン
サ（４）からの信号は増幅器（５）検波器（６）を経て
ＡＥ信号処理装置Ｉｆ（カに至り、ＡＥ傷信号して記録
される。本実施例において増幅器（５）はプリアンプ（
４０ｄＢ）（５ａ） 、フィルター（５０ＫＨ２バイパ
スフィルター）（５６）、メインアンプ（５０ｄＢ ）
（５ｃ’）がらなり、ＡＨセンサ（４）からの信号は
プリアンプ（５ａ）。
る導波路（３）にシリコーン油等で固定され、この導波
路（３）の端部にシリコーン油等で固定して配置された
ＡＥセンサ（４）によりＡＥを検出する。この人Ｅセン
サ（４）からの信号は増幅器（５）検波器（６）を経て
ＡＥ信号処理装置Ｉｆ（カに至り、ＡＥ傷信号して記録
される。本実施例において増幅器（５）はプリアンプ（
４０ｄＢ）（５ａ） 、フィルター（５０ＫＨ２バイパ
スフィルター）（５６）、メインアンプ（５０ｄＢ ）
（５ｃ’）がらなり、ＡＨセンサ（４）からの信号は
プリアンプ（５ａ）。
フィルター（５６）’、メインアンプ（５ｃ）を経て倹
波器（６）に入力される。また本実癩例においてＡＨ信
号処理装置（７）は、ディスクリミネータ（しき°い値
０．５Ｖ） （７’ａ） 、 ＡＥカウンター（７ｂ）
、記録計（７Ｃ）からなり、検波器（６）を経て入力
された信号はディスクリミネータ（７ａ）でノイズが除
去され、時象パルスに変換され、Ａ［カウンター（７ｂ
）を経て記録計（７Ｃ）に時間の関数として記録されろ
うこの記録からへＥ発生率（ｄＮ／ｄｔ ）を求める
。
波器（６）に入力される。また本実癩例においてＡＨ信
号処理装置（７）は、ディスクリミネータ（しき°い値
０．５Ｖ） （７’ａ） 、 ＡＥカウンター（７ｂ）
、記録計（７Ｃ）からなり、検波器（６）を経て入力
された信号はディスクリミネータ（７ａ）でノイズが除
去され、時象パルスに変換され、Ａ［カウンター（７ｂ
）を経て記録計（７Ｃ）に時間の関数として記録されろ
うこの記録からへＥ発生率（ｄＮ／ｄｔ ）を求める
。
３個のロータについてΔＴ〜５’００ Ｋに設定しその
測定結果を第１表に示す。加熱は３分間にわたって行な
い、ＡＥ発発生上この３分間内に発生した八Ｅの総数、
ｄＮ／ｄｔは連続的にＡＥが発生したときに着目して求
めた値である。さらに第１表においては先に示した（力
式を用いて求めた等価亀裂寸法（ａｅ）も示す。
測定結果を第１表に示す。加熱は３分間にわたって行な
い、ＡＥ発発生上この３分間内に発生した八Ｅの総数、
ｄＮ／ｄｔは連続的にＡＥが発生したときに着目して求
めた値である。さらに第１表においては先に示した（力
式を用いて求めた等価亀裂寸法（ａｅ）も示す。
第１表から明らかなごとく、試料ｌ及び試＠３からはＡ
Ｈが検出されず、亀裂等の内部欠陥、表面近傍の欠陥等
がないことが推定される。また試料２からはＡＨが検出
され、この測定結果より、ａｅ ＝＝ ５８ （μｍ）
が算出された。従って試料２には等価亀裂寸法５８μｍ
の内部欠陥の存在することが推定される。
Ｈが検出されず、亀裂等の内部欠陥、表面近傍の欠陥等
がないことが推定される。また試料２からはＡＨが検出
され、この測定結果より、ａｅ ＝＝ ５８ （μｍ）
が算出された。従って試料２には等価亀裂寸法５８μｍ
の内部欠陥の存在することが推定される。
次に部分的に熱応力を印加した実施例−２を示す。第４
図に本実施例に用いる非破壊検棄装置をブロック図とし
て示す。熱応力印加装置（１）を除いて実施例−１と同
様の構成をとる。本実施例では熱応力印加装置としてタ
ングステンランプ（１５０ｗ。
図に本実施例に用いる非破壊検棄装置をブロック図とし
て示す。熱応力印加装置（１）を除いて実施例−１と同
様の構成をとる。本実施例では熱応力印加装置としてタ
ングステンランプ（１５０ｗ。
焦点距離２０ ｍｍ ）を用いた。第５図にセラミック
ス製品（２）として用いたターボチャージャーロータの
平面図を示す。第一図に破線で示したようにター領域に
ｅ、の印加を行なった。この部分的加熱は、タングステ
ンランプをターボチャージ丁−ロータの回転軸を中心と
して回転させることにより行なった。各々の置載（２−
１，２−２，・・・、２−８ごとした。このように部分
的に熱応力を印加した時のＡＥを導波路（３）上でセラ
ミック製品（２）から約１０鍋の位置に配置したＡ、Ｅ
センサ（４）により検出した。
ス製品（２）として用いたターボチャージャーロータの
平面図を示す。第一図に破線で示したようにター領域に
ｅ、の印加を行なった。この部分的加熱は、タングステ
ンランプをターボチャージ丁−ロータの回転軸を中心と
して回転させることにより行なった。各々の置載（２−
１，２−２，・・・、２−８ごとした。このように部分
的に熱応力を印加した時のＡＥを導波路（３）上でセラ
ミック製品（２）から約１０鍋の位置に配置したＡ、Ｅ
センサ（４）により検出した。
Ｓ２表にそのｄ１１］定結果を示す。
（以下余白）
第２表
第２表の結果から明らかなように、同一の試料でも領域
ごとにＡＨの発生の有無が生じる。このＡＪＢ発生と亀
裂存在との対応を確認するために試料−１乃至試料−５
を各領域の中心で切断し、この切断面を目視及び光学顕
微境で観察した。こめ結果、ＡＥが発生した領域のみに
亀裂が存在し。
ごとにＡＨの発生の有無が生じる。このＡＪＢ発生と亀
裂存在との対応を確認するために試料−１乃至試料−５
を各領域の中心で切断し、この切断面を目視及び光学顕
微境で観察した。こめ結果、ＡＥが発生した領域のみに
亀裂が存在し。
ＡＥが発生しなかった頭載には亀裂が発見できなかった
。実際に存在した亀裂は、等価亀裂寸法に比べ太きかっ
たが、これは局所的熱応力による亀裂成長が、潜在する
亀裂の一部で発生しているためと考えられる。しかしな
がら、実用環境下で問題となるのはこのように成長する
亀裂であるので、等価亀裂寸法ａｅと破壊応力とは密接
な関係を有するため、良否１４」定の際にａｅを用いる
のは非常に有効である。
。実際に存在した亀裂は、等価亀裂寸法に比べ太きかっ
たが、これは局所的熱応力による亀裂成長が、潜在する
亀裂の一部で発生しているためと考えられる。しかしな
がら、実用環境下で問題となるのはこのように成長する
亀裂であるので、等価亀裂寸法ａｅと破壊応力とは密接
な関係を有するため、良否１４」定の際にａｅを用いる
のは非常に有効である。
また実施例−１でも亀裂の存在は確認できるが。
実施例−２のように局所的に熱応力を印加することによ
り、その位置をも検出することができ、さらに有効であ
る。
り、その位置をも検出することができ、さらに有効であ
る。
以上示した本発明の実施例ではＡＥ発生のみを検出対象
としたが、例えばγ４在亀裂の形状測定等の必要に応じ
第６図に示すごとく、へＥ振巾分布ソータ（８）、波形
記録器（９）、周波数分析器００）を接続して、ＡＥの
振幅分布、ＡＥ波形、その周波数分析を行なうこともで
きる。基本構成は第４図に示す実施例−１と同様とし、
プリアンプ（５ａ）からの出力をＡＥ振巾分布ソータ（
８）及び波形記録器（９）に入力する。ざらに波形記録
器（９）力）らの出力は周波数分析器（１〔に入力され
る。
としたが、例えばγ４在亀裂の形状測定等の必要に応じ
第６図に示すごとく、へＥ振巾分布ソータ（８）、波形
記録器（９）、周波数分析器００）を接続して、ＡＥの
振幅分布、ＡＥ波形、その周波数分析を行なうこともで
きる。基本構成は第４図に示す実施例−１と同様とし、
プリアンプ（５ａ）からの出力をＡＥ振巾分布ソータ（
８）及び波形記録器（９）に入力する。ざらに波形記録
器（９）力）らの出力は周波数分析器（１〔に入力され
る。
以上のように構成される測定系により、先に示したＡｇ
測定からの等価亀裂寸、去ａｅの算出以外にもｈ Ｅ＋
ｍ巾分布、＆Ｅ波形、その周波数分析を行なうことがで
きる。
測定からの等価亀裂寸、去ａｅの算出以外にもｈ Ｅ＋
ｍ巾分布、＆Ｅ波形、その周波数分析を行なうことがで
きる。
９’＜ １図はΔ’ｒ−ａ曲線図、第２図はａ ｅ
ｄＮＡｔ曲線図、第３図、第４図は本発明の実施例を示
すブロック図、第５図はターボチャージャーロータの平
面図、嘱６■１２参発明り費施イリロ゛、１ブ′口・ツ
ク１刀。 ｌ・・・熱応力印加装置 ２・・・セラミックス製品 ４・・・ＡＥセンサ 代理人弁理士 則近憲佑（ほか１名） 第 １ 図 にＬ （ｆｉｎす 第 ２ 図 ｄｐｙａｔ（Ｓｅｔ−’） 第 ３ 図 第 ４ 図 １ 、−−−−一一−−−−−コ １ 第 ５ 図 ／− Ｚ−／ Ｚ−８ ｚ−４ｚ−Ａ
ｄＮＡｔ曲線図、第３図、第４図は本発明の実施例を示
すブロック図、第５図はターボチャージャーロータの平
面図、嘱６■１２参発明り費施イリロ゛、１ブ′口・ツ
ク１刀。 ｌ・・・熱応力印加装置 ２・・・セラミックス製品 ４・・・ＡＥセンサ 代理人弁理士 則近憲佑（ほか１名） 第 １ 図 にＬ （ｆｉｎす 第 ２ 図 ｄｐｙａｔ（Ｓｅｔ−’） 第 ３ 図 第 ４ 図 １ 、−−−−一一−−−−−コ １ 第 ５ 図 ／− Ｚ−／ Ｚ−８ ｚ−４ｚ−Ａ
Claims (5)
- （１） セラ逝ツクス製品に加熱による熱応力を印加
する第１の工程と、前記加熱過程における前記セラミッ
クス製品からの弾性波放出を検出する第２の工程とを具
備したことを特徴とするセラミックス製品の欠陥検査方
法。 - （２）前記第ｌの工程において、セラミックス製品の部
分的領域に熱応力を印原することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のセラミックス製品の欠陥検査方法。 - （３） 前記第ｌの工程において、セラミックス製品
の部分的領域ごとに熱応力を印加し、前記Ｓ２の工程に
おいて各々の領域ごとに弾性波放出を検出することを特
徴とする特許１ｉＮ求の範囲第１項記載のセラミックス
製品の欠陥検査方法。 - （４）前記第２の工程において弾性波放出の単位時間あ
たりの発生数（ｄＮ／ｄｔ）を検出することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のセラミックス製品の欠陥
検査方法。 - （５）弾性波放出の単位時間あたりの発生数（ｄＮ／ｄ
ｔ）から等ｆｌ１５亀裂寸法（ａｅ）； １０ｇ、。ａｅ ＝＝ （２／２＋ｎ） （”ｇ、。（
ｄＮ／ｄｔ ） ＋１０ｇＩｎ （’Ｊ（Δ’１’））
）Ｇ（ＪＴ） ＝ （１／２ｙｒａ）（ｄｗ／ｄｓ
）−’ （Ｋ、）ｉ：／（１−ν＞ Ｋｏ ）−、Ｑ
Ｉ、−”ｄｓ／ｄｓ：単位破面増によるＡＥ発生率Ｋ
：熱膨張係数 ν ：ボアツンン比 ＪＴ ：温度差 Ｅ ：ヤング率 α、ｎは次式より求まる定数 ■。＝α（Ｋｒ／Ｋｏ）ｎ Ｖｏ：亀裂成長速度 に１：応力拡大係数 ＫＯ：規格化因子 を求めることを特徴とする特許６肯求の範囲９３３項記
載のセラミックス製品の欠陥・潰食方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58048748A JPS59174751A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | セラミツクス製品の欠陥検査方法 |
| US06/591,498 US4562736A (en) | 1983-03-25 | 1984-03-20 | Method of defect evaluation for ceramic products |
| DE8484301928T DE3484877D1 (de) | 1983-03-25 | 1984-03-21 | Verfahren zur schaetzung von fehlstellen in keramischen produkten. |
| EP84301928A EP0122076B1 (en) | 1983-03-25 | 1984-03-21 | A method of defect evaluation for ceramic products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58048748A JPS59174751A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | セラミツクス製品の欠陥検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59174751A true JPS59174751A (ja) | 1984-10-03 |
Family
ID=12811902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58048748A Pending JPS59174751A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | セラミツクス製品の欠陥検査方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4562736A (ja) |
| EP (1) | EP0122076B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59174751A (ja) |
| DE (1) | DE3484877D1 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3525859A1 (de) * | 1985-07-19 | 1987-01-29 | Battelle Institut E V | Verfahren und vorrichtung zur ortung von fehlerhaften verbindungen zwischen gleichen oder unterschiedlichen materialien |
| US4671114A (en) * | 1986-05-09 | 1987-06-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Acoustical detection of hidden insects |
| GB2194336A (en) * | 1986-08-21 | 1988-03-02 | David R Hughson | Method of gauging pre-existing in-situ stress from an extracted sample |
| US4821577A (en) * | 1987-06-22 | 1989-04-18 | Dowell Schlumberger Incorported | Modified ring test |
| US5010503A (en) * | 1988-04-20 | 1991-04-23 | Institut Elektrosvarki Imeni E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr | Apparatus for acoustic-emission inspection of articles |
| FR2633050A1 (fr) * | 1988-06-15 | 1989-12-22 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif de controle non destructif de pastilles pendant la phase de frittage |
| US5111048A (en) * | 1990-09-27 | 1992-05-05 | General Electric Company | Apparatus and method for detecting fatigue cracks using infrared thermography |
| KR950010392B1 (ko) * | 1991-07-31 | 1995-09-16 | 한국과학기술원 | 표면 열진동을 이용한 초소성 성형 제품의 내부 기공 측정 장치 및 방법 |
| GB9326472D0 (en) * | 1993-12-24 | 1994-02-23 | Ngk Ceramics Europ Sa | Method and apparatus for testing ceramic members |
| DE4419750C1 (de) * | 1994-06-06 | 1995-06-22 | Siemens Ag | Prooftest für keramische Bauteile |
| US5587532A (en) * | 1995-01-12 | 1996-12-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of measuring crack propagation in opaque materials |
| KR100302324B1 (ko) * | 1998-06-26 | 2001-12-28 | 윤덕용 | 음향방출기법을이용한강유전체세라믹스의광여기분역반전평가방법 |
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| US10070661B2 (en) | 2015-09-24 | 2018-09-11 | Frito-Lay North America, Inc. | Feedback control of food texture system and method |
| US10598648B2 (en) | 2015-09-24 | 2020-03-24 | Frito-Lay North America, Inc. | Quantitative texture measurement apparatus and method |
| US10107785B2 (en) | 2015-09-24 | 2018-10-23 | Frito-Lay North America, Inc. | Quantitative liquid texture measurement apparatus and method |
| US9541537B1 (en) | 2015-09-24 | 2017-01-10 | Frito-Lay North America, Inc. | Quantitative texture measurement apparatus and method |
| US10969316B2 (en) | 2015-09-24 | 2021-04-06 | Frito-Lay North America, Inc. | Quantitative in-situ texture measurement apparatus and method |
| US11243190B2 (en) | 2015-09-24 | 2022-02-08 | Frito-Lay North America, Inc. | Quantitative liquid texture measurement method |
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| JP7238841B2 (ja) * | 2020-03-31 | 2023-03-14 | トヨタ自動車株式会社 | 加圧検査方法および加圧検査装置 |
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Family Cites Families (5)
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| JPS5770430A (en) * | 1980-10-21 | 1982-04-30 | Kawasaki Steel Corp | Testing method for thermal impact resistance of refractory |
| DE3041875C2 (de) * | 1980-11-06 | 1984-05-10 | Krautkrämer GmbH, 5000 Köln | Vorrichtung zur Erzeugung von Ultraschallwellen |
| US4430847A (en) * | 1982-07-23 | 1984-02-14 | Allis-Chalmers Corporation | Combine feed reverser |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP58048748A patent/JPS59174751A/ja active Pending
-
1984
- 1984-03-20 US US06/591,498 patent/US4562736A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-03-21 DE DE8484301928T patent/DE3484877D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1984-03-21 EP EP84301928A patent/EP0122076B1/en not_active Expired
Patent Citations (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4562736A (en) | 1986-01-07 |
| EP0122076A3 (en) | 1988-08-03 |
| EP0122076A2 (en) | 1984-10-17 |
| EP0122076B1 (en) | 1991-08-07 |
| DE3484877D1 (de) | 1991-09-12 |
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