JP2003294608A - 粒子付着力測定装置 - Google Patents
粒子付着力測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温状態の粒子間の付着力を高精度に測定す
ることのできる粒子付着力測定装置を提供する。 【解決手段】 粒子から成る第１試料Ｗ１が固着される
とともに基台２に一端を固定して立設される石英或いは
セラミックから成る板バネ６と、粒子から成る第２試料
Ｗ２が第１試料Ｗ１に対向した先端に固着される接触子
８と、板バネ６に垂直な方向に接触子８を進退して第
１、第２試料Ｗ１、Ｗ２を接触及び離間させる駆動手段
９と、第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２を加熱する加熱手段２
１と、板バネ６の先端の変位を測定する測定手段１３と
を備えた。
ることのできる粒子付着力測定装置を提供する。 【解決手段】 粒子から成る第１試料Ｗ１が固着される
とともに基台２に一端を固定して立設される石英或いは
セラミックから成る板バネ６と、粒子から成る第２試料
Ｗ２が第１試料Ｗ１に対向した先端に固着される接触子
８と、板バネ６に垂直な方向に接触子８を進退して第
１、第２試料Ｗ１、Ｗ２を接触及び離間させる駆動手段
９と、第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２を加熱する加熱手段２
１と、板バネ６の先端の変位を測定する測定手段１３と
を備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粒子間に働く微小
な付着力を測定する粒子付着力測定装置に関する。
な付着力を測定する粒子付着力測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】灰やセラミック粒子等の微小粒子は接近
するとファンデルワールス力が働いて互いに引き付け合
う。これにより、粉体を用いる機器等において粒子が互
いに付着して成長し、性能劣化の要因となる。このた
め、粒子間の付着を抑制すべく付着力の基礎的解析のた
めに粒子付着力測定装置が用いられる。
するとファンデルワールス力が働いて互いに引き付け合
う。これにより、粉体を用いる機器等において粒子が互
いに付着して成長し、性能劣化の要因となる。このた
め、粒子間の付着を抑制すべく付着力の基礎的解析のた
めに粒子付着力測定装置が用いられる。
【０００３】従来の粒子付着力測定装置は、特開２００
１−１８３２８９号公報に開示されている。同公報によ
ると、試料を付着させるサンプル下地を移動可能に設
け、サンプル下地に対向して先端が尖鋭な接触針が設け
られる。接触針は横設され、板バネによって２箇所を弾
性支持されており、弾性による変位をレーザ変位計等の
測定装置により測定可能になっている。
１−１８３２８９号公報に開示されている。同公報によ
ると、試料を付着させるサンプル下地を移動可能に設
け、サンプル下地に対向して先端が尖鋭な接触針が設け
られる。接触針は横設され、板バネによって２箇所を弾
性支持されており、弾性による変位をレーザ変位計等の
測定装置により測定可能になっている。
【０００４】上記の付着力測定装置において、粒子から
成る試料を付着したサンプル下地を前進させ、接触針に
より一粒子を刺して該粒子を接触針に固着する。サンプ
ル下地を後退させて接触針から遠ざけると、該粒子はサ
ンプル下地に付着する他の粒子との間の付着力によって
サンプル下地の方向に引張られ、接触針がサンプル下地
の方向に移動する。更にサンプル下地を後退させると付
着力よりも板バネの弾性力の方が大きくなるため、接触
針がサンプル下地から離れる。この時の接触針の最大振
幅を測定装置により測定して、粒子間の付着力を求める
ことができるようになっている。
成る試料を付着したサンプル下地を前進させ、接触針に
より一粒子を刺して該粒子を接触針に固着する。サンプ
ル下地を後退させて接触針から遠ざけると、該粒子はサ
ンプル下地に付着する他の粒子との間の付着力によって
サンプル下地の方向に引張られ、接触針がサンプル下地
の方向に移動する。更にサンプル下地を後退させると付
着力よりも板バネの弾性力の方が大きくなるため、接触
針がサンプル下地から離れる。この時の接触針の最大振
幅を測定装置により測定して、粒子間の付着力を求める
ことができるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
付着力測定装置によると、粒子間の付着力は温度によっ
て変化するため高温状態での付着力は常温での付着力の
測定値から経験則に基づいて推定して求められる。この
ため、実際の高温状態の付着力との誤差が大きく、高温
燃焼システムにおける灰による炉の詰まりや、高温集塵
システムにおけるセラミックスフィルターの目詰まり等
を正確に解析できない問題があった。
付着力測定装置によると、粒子間の付着力は温度によっ
て変化するため高温状態での付着力は常温での付着力の
測定値から経験則に基づいて推定して求められる。この
ため、実際の高温状態の付着力との誤差が大きく、高温
燃焼システムにおける灰による炉の詰まりや、高温集塵
システムにおけるセラミックスフィルターの目詰まり等
を正確に解析できない問題があった。
【０００６】本発明は、高温状態の粒子間の付着力を高
精度に測定することのできる粒子付着力測定装置を提供
することを目的とする。
精度に測定することのできる粒子付着力測定装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【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、粒子から成る第１試料が固着されるととも
に基台に一端を固定して立設される石英或いはセラミッ
クから成る板バネと、粒子から成る第２試料が第１試料
に対向した先端に固着される接触子と、前記板バネに垂
直な方向に前記接触子を進退して第１、第２試料を接触
及び離間させる駆動手段と、第１、第２試料を加熱する
加熱手段と、前記板バネの先端の変位を測定する測定手
段とを備えたことを特徴としている。
に本発明は、粒子から成る第１試料が固着されるととも
に基台に一端を固定して立設される石英或いはセラミッ
クから成る板バネと、粒子から成る第２試料が第１試料
に対向した先端に固着される接触子と、前記板バネに垂
直な方向に前記接触子を進退して第１、第２試料を接触
及び離間させる駆動手段と、第１、第２試料を加熱する
加熱手段と、前記板バネの先端の変位を測定する測定手
段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】この構成によると、石英或いはセラミック
から成る板バネと接触子とにそれぞれ固着された第１、
第２試料が加熱手段により加熱され、接触子が駆動手段
により前進して第１、第２試料が接触する。その後、接
触子を後退させると板バネが変位し、第１、第２試料が
離れた時の板バネの先端の最大振幅により粒子間の付着
力が求められる。
から成る板バネと接触子とにそれぞれ固着された第１、
第２試料が加熱手段により加熱され、接触子が駆動手段
により前進して第１、第２試料が接触する。その後、接
触子を後退させると板バネが変位し、第１、第２試料が
離れた時の板バネの先端の最大振幅により粒子間の付着
力が求められる。
【０００９】また本発明は、上記構成の粒子付着力測定
装置において、前記接触子が石英或いはセラミックから
成ることを特徴としている。
装置において、前記接触子が石英或いはセラミックから
成ることを特徴としている。
【００１０】また本発明は、上記構成の粒子付着力測定
装置において、第１試料を前記板バネの中央よりも固定
端側に固着したことを特徴としている。
装置において、第１試料を前記板バネの中央よりも固定
端側に固着したことを特徴としている。
【００１１】また本発明は、上記構成の粒子付着力測定
装置において、前記加熱手段はロッドレンズにより赤外
線を集光することを特徴としている。
装置において、前記加熱手段はロッドレンズにより赤外
線を集光することを特徴としている。
【００１２】また本発明は、上記構成の粒子付着力測定
装置において、第１、第２試料を白金から成るカバーで
覆い、赤外線を前記カバーに照射したことを特徴として
いる。
装置において、第１、第２試料を白金から成るカバーで
覆い、赤外線を前記カバーに照射したことを特徴として
いる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は一実施形態の粒子付着力測定
装置を示す概略構成図である。粒子付着力測定装置１は
基台２上の一端にアングル４により支持されるチャンバ
ー３が設けられる。チャンバー３には、チャンバー３内
に充填するガスを取り入れる吸気口３ａと、ガスを排気
する排気口３ｂとが設けられる。
参照して説明する。図１は一実施形態の粒子付着力測定
装置を示す概略構成図である。粒子付着力測定装置１は
基台２上の一端にアングル４により支持されるチャンバ
ー３が設けられる。チャンバー３には、チャンバー３内
に充填するガスを取り入れる吸気口３ａと、ガスを排気
する排気口３ｂとが設けられる。
【００１４】チャンバー３の図中、上下及び右方にはス
リット（不図示）が形成されている。チャンバー３には
上下のスリットを介して板バネ６が挿通されている。板
バネ６は石英から成り、下端が支持台５により支持され
ている。チャンバー３の右方のスリットには石英から成
るロッド（接触子）８が挿通されている。ロッド８は１
軸のナノステージ９に連結され、図中、左右方向に移動
可能になっている。ナノステージ９はリニアモータ或い
はピエゾ素子により駆動され、±０．５ｎｍ以下の精度
で位置決め可能になっている。
リット（不図示）が形成されている。チャンバー３には
上下のスリットを介して板バネ６が挿通されている。板
バネ６は石英から成り、下端が支持台５により支持され
ている。チャンバー３の右方のスリットには石英から成
るロッド（接触子）８が挿通されている。ロッド８は１
軸のナノステージ９に連結され、図中、左右方向に移動
可能になっている。ナノステージ９はリニアモータ或い
はピエゾ素子により駆動され、±０．５ｎｍ以下の精度
で位置決め可能になっている。
【００１５】ナノステージ９はリニアモータ１０と連結
されている。リニアモータ１０は図中、左右方向にナノ
ステージ９を移動させることができ、基台２に固定され
るアングル１２に支持された３軸ステージ１１に連結さ
れている。３軸ステージ１１によって手動によりナノス
テージ９及びリニアモータ１０を直交する３方向に移動
可能になっている。これにより、ロッド８を所定の測定
位置に配置することができる。
されている。リニアモータ１０は図中、左右方向にナノ
ステージ９を移動させることができ、基台２に固定され
るアングル１２に支持された３軸ステージ１１に連結さ
れている。３軸ステージ１１によって手動によりナノス
テージ９及びリニアモータ１０を直交する３方向に移動
可能になっている。これにより、ロッド８を所定の測定
位置に配置することができる。
【００１６】板バネ６の長手方向の中間部には試料部６
ｅが設けられる。試料部６ｅの近傍の詳細図を図２に示
す。試料部６ｅには粒子から成る第１試料Ｗ１が耐熱性
接着剤により固着される。ロッド８は端面が試料部６ｅ
に対面して配置され、先端には同様に粒子から成る第２
試料Ｗ２が耐熱性接着剤により固着されている。
ｅが設けられる。試料部６ｅの近傍の詳細図を図２に示
す。試料部６ｅには粒子から成る第１試料Ｗ１が耐熱性
接着剤により固着される。ロッド８は端面が試料部６ｅ
に対面して配置され、先端には同様に粒子から成る第２
試料Ｗ２が耐熱性接着剤により固着されている。
【００１７】第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２は、チャンバー
３内に支持された白金製のカバー７によって、周囲の直
径約１ｃｍ×高さ約１ｃｍの範囲が覆われている。カバ
ー７の外側に配されるロッドレンズ２０は、チャンバー
３の外側に配された赤外線発生部２２に連結されてい
る。
３内に支持された白金製のカバー７によって、周囲の直
径約１ｃｍ×高さ約１ｃｍの範囲が覆われている。カバ
ー７の外側に配されるロッドレンズ２０は、チャンバー
３の外側に配された赤外線発生部２２に連結されてい
る。
【００１８】ロッドレンズ２０は赤外線発生部２２によ
り発生した赤外線を集光し、カバー７を加熱する。従っ
て、赤外線発生部２２及びロッドレンズ２０により赤外
線集光型の加熱手段が構成され、カバー７内を昇温して
第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２が高温状態に保持される。
り発生した赤外線を集光し、カバー７を加熱する。従っ
て、赤外線発生部２２及びロッドレンズ２０により赤外
線集光型の加熱手段が構成され、カバー７内を昇温して
第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２が高温状態に保持される。
【００１９】また、カバー７には熱電対等の温度検知手
段（不図示）が設けられ、温度検知手段の検知結果に基
づいて赤外線発生部２２による加熱が制御される。第
１、第２試料Ｗ１、Ｗ２に直接赤外線を照射せずカバー
７に照射することにより、第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２と
温度検知手段の検知温度との温度差を防止して所望の温
度の付着力を正確に測定できるようになっている。
段（不図示）が設けられ、温度検知手段の検知結果に基
づいて赤外線発生部２２による加熱が制御される。第
１、第２試料Ｗ１、Ｗ２に直接赤外線を照射せずカバー
７に照射することにより、第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２と
温度検知手段の検知温度との温度差を防止して所望の温
度の付着力を正確に測定できるようになっている。
【００２０】図３は第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２間の付着
力を計測する計測システム１９の構成を示すブロック図
である。計測システム１９は制御部１４を有し、変位計
１３、表示部１５、入力部１６及び記憶部１８を制御す
る。変位計１３はレーザー反射式や渦電流式等の非接触
型になっており、板バネ６の先端に対面して配されて
（図１参照）、板バネ６の先端の変位を検出する。
力を計測する計測システム１９の構成を示すブロック図
である。計測システム１９は制御部１４を有し、変位計
１３、表示部１５、入力部１６及び記憶部１８を制御す
る。変位計１３はレーザー反射式や渦電流式等の非接触
型になっており、板バネ６の先端に対面して配されて
（図１参照）、板バネ６の先端の変位を検出する。
【００２１】レーザー反射式や渦電流式の変位計１３は
１〜１０ｎｍの分解能を有しており、板バネ６先端の数
ｎｍ〜数１０ｎｍの微小変位を計測可能になっている。
本実施形態では、ナノステージ９を５ｎｍ／ｓｅｃの速
度で移動させ、変位計１３のサンプリング周波数が１ｋ
Ｈｚになっている。これにより、０．００５ｎｍ間隔で
板バネ６の先端の変位を検知することができるようにな
っている。
１〜１０ｎｍの分解能を有しており、板バネ６先端の数
ｎｍ〜数１０ｎｍの微小変位を計測可能になっている。
本実施形態では、ナノステージ９を５ｎｍ／ｓｅｃの速
度で移動させ、変位計１３のサンプリング周波数が１ｋ
Ｈｚになっている。これにより、０．００５ｎｍ間隔で
板バネ６の先端の変位を検知することができるようにな
っている。
【００２２】入力部１６は粒子間の付着力の演算のため
に必要なデータ入力を行い、例えば板バネ６のヤング率
や断面二次モーメント等が入力される。記憶部１８は付
着力演算のためのプログラムや入力部１６により入力さ
れたデータを記憶するとともに、演算の一時記憶を行
う。表示部１５は制御部１４の演算結果等を表示する。
尚、制御部１４の制御によってナノステージ９（図１参
照）の駆動が計測システム１９と連動するようになって
いる。
に必要なデータ入力を行い、例えば板バネ６のヤング率
や断面二次モーメント等が入力される。記憶部１８は付
着力演算のためのプログラムや入力部１６により入力さ
れたデータを記憶するとともに、演算の一時記憶を行
う。表示部１５は制御部１４の演算結果等を表示する。
尚、制御部１４の制御によってナノステージ９（図１参
照）の駆動が計測システム１９と連動するようになって
いる。
【００２３】上記構成の粒子付着力測定装置１により付
着力を測定する場合には、まず、試料部６ｅ及びロッド
８の先端に第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２が東亞合成（株）
製のアロンセラミック（Ｒ）等の耐熱性接着剤により固
着される。３軸ステージ１１及びリニアモータ１０によ
り第２試料Ｗ２の位置合せが行われる。第２試料Ｗ２
は、ナノステージ９によるロッド８の移動方向に対して
平行で、かつ第１試料Ｗ１を通る直線上に配置される。
この時、着脱可能な顕微鏡等により観察しながら第２試
料Ｗ２の位置合せが行われる。
着力を測定する場合には、まず、試料部６ｅ及びロッド
８の先端に第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２が東亞合成（株）
製のアロンセラミック（Ｒ）等の耐熱性接着剤により固
着される。３軸ステージ１１及びリニアモータ１０によ
り第２試料Ｗ２の位置合せが行われる。第２試料Ｗ２
は、ナノステージ９によるロッド８の移動方向に対して
平行で、かつ第１試料Ｗ１を通る直線上に配置される。
この時、着脱可能な顕微鏡等により観察しながら第２試
料Ｗ２の位置合せが行われる。
【００２４】第２試料Ｗ２が所定の位置に配されると、
上記顕微鏡等が取り外され、チャンバー３内にカバー７
を設置して第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２が覆われる。その
後、吸気口３ａを介してチャンバー３内には窒素ガス等
が充填される。赤外線発生部２２が駆動されると、ロッ
ドレンズ２０によってカバー７が加熱され、第１、第２
試料Ｗ１、Ｗ２が所定の温度に昇温される。
上記顕微鏡等が取り外され、チャンバー３内にカバー７
を設置して第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２が覆われる。その
後、吸気口３ａを介してチャンバー３内には窒素ガス等
が充填される。赤外線発生部２２が駆動されると、ロッ
ドレンズ２０によってカバー７が加熱され、第１、第２
試料Ｗ１、Ｗ２が所定の温度に昇温される。
【００２５】この状態でリニアモータ９を駆動してロッ
ド８を板バネ６の方向に前進させると、第１、第２試料
Ｗ１、Ｗ２が接触する。この時、図４に示すように、ロ
ッド８の押圧力によって板バネ６の先端は接触前の位置
６ａから位置６ｂに変位する。計測システム１９は板バ
ネ６の先端を監視し、この変位を検知するとリニアモー
タ９の移動方向を反転してロッド８を後退させる。
ド８を板バネ６の方向に前進させると、第１、第２試料
Ｗ１、Ｗ２が接触する。この時、図４に示すように、ロ
ッド８の押圧力によって板バネ６の先端は接触前の位置
６ａから位置６ｂに変位する。計測システム１９は板バ
ネ６の先端を監視し、この変位を検知するとリニアモー
タ９の移動方向を反転してロッド８を後退させる。
【００２６】第１、第２試料Ｗ１、Ｗ２には付着力が働
いており、ロッド８が後退して板バネ６の先端が元の位
置６ａを過ぎても付着状態を維持する。そして、板バネ
６の弾性力が付着力よりも大きくなったときに第１、第
２試料Ｗ１、Ｗ２が離れる。この時の板バネ６の先端の
位置６ｃを計測システム１９により捉えて最大振幅（変
位δ）を検知することができる。
いており、ロッド８が後退して板バネ６の先端が元の位
置６ａを過ぎても付着状態を維持する。そして、板バネ
６の弾性力が付着力よりも大きくなったときに第１、第
２試料Ｗ１、Ｗ２が離れる。この時の板バネ６の先端の
位置６ｃを計測システム１９により捉えて最大振幅（変
位δ）を検知することができる。
【００２７】板バネ６の先端の変位δは、下記の式
（１）により表わされる。ここで、Ｐは付着力、Ｅは板
バネのヤング率、Ｉは板バネの断面二次モーメント、Ｌ
1は板バネ６の固定端と試料部６ｅとの距離、Ｌ2は板バ
ネ６の先端と試料部６ｅとの距離である。これを変形す
ると式（２）に示すように付着力Ｐを求めることができ
る。
（１）により表わされる。ここで、Ｐは付着力、Ｅは板
バネのヤング率、Ｉは板バネの断面二次モーメント、Ｌ
1は板バネ６の固定端と試料部６ｅとの距離、Ｌ2は板バ
ネ６の先端と試料部６ｅとの距離である。これを変形す
ると式（２）に示すように付着力Ｐを求めることができ
る。
【００２８】
δ＝ＰＬ1 2（２Ｌ1＋３Ｌ2）／６ＥＩ ・・・（１）
Ｐ＝６ＥＩδ／Ｌ1 2（２Ｌ1＋３Ｌ2） ・・・（２）
【００２９】付着力Ｐの測定結果の一例を示すと、石英
から成る板バネ６のヤング率Ｅは７５ＧＰａである。板
バネ６の厚みｔを０．３ｍｍ、幅ｗを１ｍｍに加工する
と、断面二次モーメントＩはＩ＝ｗｔ3／１２より２．
２５×１０-3ｍｍ4となる。距離Ｌ1、Ｌ2をそれぞれ３
ｃｍ、１７ｃｍとすると１０μｍの微粒子のファンデル
ワールス力に相当する８５０ｎＮ程度の付着力Ｐの時に
変位δが４３０ｎｍとなる。従って、分解能が数ｎｍを
補償できる非接触型の変位計を用いれば微小な付着力Ｐ
を充分検知することができる。
から成る板バネ６のヤング率Ｅは７５ＧＰａである。板
バネ６の厚みｔを０．３ｍｍ、幅ｗを１ｍｍに加工する
と、断面二次モーメントＩはＩ＝ｗｔ3／１２より２．
２５×１０-3ｍｍ4となる。距離Ｌ1、Ｌ2をそれぞれ３
ｃｍ、１７ｃｍとすると１０μｍの微粒子のファンデル
ワールス力に相当する８５０ｎＮ程度の付着力Ｐの時に
変位δが４３０ｎｍとなる。従って、分解能が数ｎｍを
補償できる非接触型の変位計を用いれば微小な付着力Ｐ
を充分検知することができる。
【００３０】本実施形態によると、加熱手段を有して板
バネ６が石英から成るので最高温度１１００℃まで試料
Ｗ１、Ｗ２を昇温することができ、高温状態の粒子間の
付着力を測定することが可能となる。板バネ６は耐熱性
を有していれば他の材料でもよく、例えば、耐熱温度が
１４００℃のムライト、コージエライト等のセラミック
を用いることができる。しかしながら、石英を用いると
板バネ状に加工するのが容易であるためより望ましい。
バネ６が石英から成るので最高温度１１００℃まで試料
Ｗ１、Ｗ２を昇温することができ、高温状態の粒子間の
付着力を測定することが可能となる。板バネ６は耐熱性
を有していれば他の材料でもよく、例えば、耐熱温度が
１４００℃のムライト、コージエライト等のセラミック
を用いることができる。しかしながら、石英を用いると
板バネ状に加工するのが容易であるためより望ましい。
【００３１】また、測定部となる板バネ６の先端と試料
部６ｅとを所定の距離Ｌ2だけ離し、板バネ６の中央よ
りも固定端側に試料部６ｅを設けている。このため、加
熱手段によるカバー６内の温度変動があっても放熱によ
って板バネ６の先端での温度変動が小さくなる。これに
より、より高精度に板バネ６の先端の変位δを測定する
ことができる。
部６ｅとを所定の距離Ｌ2だけ離し、板バネ６の中央よ
りも固定端側に試料部６ｅを設けている。このため、加
熱手段によるカバー６内の温度変動があっても放熱によ
って板バネ６の先端での温度変動が小さくなる。これに
より、より高精度に板バネ６の先端の変位δを測定する
ことができる。
【００３２】加えて、従来例のように横設される接触針
や、重量の大きいリニアモータ１０、ナノステージ９等
を板バネにより支持すると板バネが大型になりヤング率
Ｅが大きくなる。これに対し、本実施形態は板バネ６に
は第１試料Ｗ１が固着されるだけであるので板バネ６を
薄くすることができ、ヤング率Ｅを小さくして微小な付
着力Ｐを容易に測定することができる。
や、重量の大きいリニアモータ１０、ナノステージ９等
を板バネにより支持すると板バネが大型になりヤング率
Ｅが大きくなる。これに対し、本実施形態は板バネ６に
は第１試料Ｗ１が固着されるだけであるので板バネ６を
薄くすることができ、ヤング率Ｅを小さくして微小な付
着力Ｐを容易に測定することができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によると、石英或いはセラミック
から成る板バネに第１試料を固着して基台上に立設する
ので、高温状態の粒子間の付着力を正確に測定でき、高
温燃焼システムにおける灰による炉の詰まりや、高温集
塵システムにおけるセラミックスフィルターの目詰まり
等を正確に解析することができる。また、接触子側を駆
動して板バネには第１試料が固着されるだけであるので
板バネのヤング率を小さくできる。従って、ファンデル
ワールス力等の粒子間の微小な付着力を容易に測定する
ことができる。
から成る板バネに第１試料を固着して基台上に立設する
ので、高温状態の粒子間の付着力を正確に測定でき、高
温燃焼システムにおける灰による炉の詰まりや、高温集
塵システムにおけるセラミックスフィルターの目詰まり
等を正確に解析することができる。また、接触子側を駆
動して板バネには第１試料が固着されるだけであるので
板バネのヤング率を小さくできる。従って、ファンデル
ワールス力等の粒子間の微小な付着力を容易に測定する
ことができる。
【００３４】また本発明によると、第１試料を前記板バ
ネの中央よりも固定端側に固着するので、加熱手段の温
度変動による誤差を放熱によって縮小できる。これによ
り、より高精度に付着力を測定することができる。
ネの中央よりも固定端側に固着するので、加熱手段の温
度変動による誤差を放熱によって縮小できる。これによ
り、より高精度に付着力を測定することができる。
【００３５】また本発明によると、加熱手段はロッドレ
ンズにより赤外線を集光するので、容易に第１、第２試
料の近傍を局部的に高温に保持することができる。
ンズにより赤外線を集光するので、容易に第１、第２試
料の近傍を局部的に高温に保持することができる。
【００３６】また本発明によると、第１、第２試料を白
金から成るカバーで覆い、赤外線をカバーに照射するの
で、第１、第２試料と温度検知手段との温度差を低減し
て高精度に温度制御することができる。
金から成るカバーで覆い、赤外線をカバーに照射するの
で、第１、第２試料と温度検知手段との温度差を低減し
て高精度に温度制御することができる。
【図１】 本発明の実施形態の粒子付着力測定装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】 本発明の実施形態の粒子付着力測定装置の
試料部近傍を示す斜視図である。
試料部近傍を示す斜視図である。
【図３】 本発明の実施形態の粒子付着力測定装置の
計測システムを示すブロック図である。
計測システムを示すブロック図である。
【図４】 本発明の実施形態の粒子付着力測定装置に
よる測定方法を説明する図である。
よる測定方法を説明する図である。
１ 粒子付着力測定装置
２ 基台
３ チャンバー
６ 板バネ
７ カバー
８ ロッド
９ ナノステージ
１０ リニアモータ
１１ ３軸ステージ
１３ 変位計
１４ 制御部
１５ 表示部
１６ 入力部
１９ 計測システム
２０ ロッドレンズ
２２ 赤外線発生部
Ｗ１ 第１試料
Ｗ２ 第２試料
Claims (5)
- 【請求項１】 粒子から成る第１試料が固着されるとと
もに基台に一端を固定して立設される石英或いはセラミ
ックから成る板バネと、粒子から成る第２試料が第１試
料に対向した先端に固着される接触子と、前記板バネに
垂直な方向に前記接触子を進退して第１、第２試料を接
触及び離間させる駆動手段と、第１、第２試料を加熱す
る加熱手段と、前記板バネの先端の変位を測定する測定
手段とを備えたことを特徴とする粒子付着力測定装置。 - 【請求項２】 前記接触子が石英或いはセラミックから
成ることを特徴とする請求項１に記載の粒子付着力測定
装置。 - 【請求項３】 第１試料を前記板バネの中央よりも固定
端側に固着したことを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の粒子付着力測定装置。 - 【請求項４】 前記加熱手段はロッドレンズにより赤外
線を集光することを特徴とする請求項１〜請求項３のい
ずれかに記載の粒子付着力測定装置。 - 【請求項５】 第１、第２試料を白金から成るカバーで
覆い、赤外線を前記カバーに照射したことを特徴とする
請求項４に記載の粒子付着力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002099754A JP2003294608A (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 粒子付着力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002099754A JP2003294608A (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 粒子付着力測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003294608A true JP2003294608A (ja) | 2003-10-15 |
Family
ID=29241044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002099754A Pending JP2003294608A (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 粒子付着力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003294608A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212367A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 毛細管力による微小力センサー、その評価法と評価装置 |
| JP2011047869A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微細構造体の接着力推定方法および接着力推定装置 |
| KR101757165B1 (ko) | 2016-03-09 | 2017-07-27 | 명지대학교 산학협력단 | 터널 배수시스템 스케일 부착력 측정장치 및 방법 |
-
2002
- 2002-04-02 JP JP2002099754A patent/JP2003294608A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212367A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 毛細管力による微小力センサー、その評価法と評価装置 |
| JP4649564B2 (ja) * | 2006-02-10 | 2011-03-09 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 毛細管力による微小力センサー、その評価法と評価装置 |
| JP2011047869A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微細構造体の接着力推定方法および接着力推定装置 |
| KR101757165B1 (ko) | 2016-03-09 | 2017-07-27 | 명지대학교 산학협력단 | 터널 배수시스템 스케일 부착력 측정장치 및 방법 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070116 |