JP2007240216A - Glass test piece for gas analysis, its manufacturing method, and gas analysis method in glass using it - Google Patents
Glass test piece for gas analysis, its manufacturing method, and gas analysis method in glass using it Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007240216A JP2007240216A JP2006060105A JP2006060105A JP2007240216A JP 2007240216 A JP2007240216 A JP 2007240216A JP 2006060105 A JP2006060105 A JP 2006060105A JP 2006060105 A JP2006060105 A JP 2006060105A JP 2007240216 A JP2007240216 A JP 2007240216A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bubble
- glass
- test piece
- gas analysis
- glass test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 149
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 95
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 22
- 101100008046 Caenorhabditis elegans cut-2 gene Proteins 0.000 description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 101100008047 Caenorhabditis elegans cut-3 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ガラス物品に含まれる泡を形成するガスを分析するために用いるガス分析用ガラス試験片、およびその製造方法に関する。さらに、そのガス分析用ガラス試験片を用いたガラス中のガス分析方法に関する。 The present invention relates to a glass test piece for gas analysis used for analyzing a gas forming bubbles contained in a glass article, and a method for producing the same. Furthermore, it is related with the gas analysis method in the glass using the glass test piece for the gas analysis.
ガラス製品には、その製造過程で生じたガスが泡として残留する場合がある。泡が残留したガラス製品は、その用途や泡の大きさによっては、不良品となる場合がある。このような泡を減らすために、その泡を構成するガスを分析して、その成分を知り、ガラス製造工程における泡の発生原因を特定し、対策を立てることが一般に行われている。 In glass products, gas generated in the manufacturing process may remain as bubbles. A glass product in which bubbles remain may be a defective product depending on the application and the size of the bubbles. In order to reduce such bubbles, it is a common practice to analyze the gas constituting the bubbles, know the components, identify the cause of the bubbles in the glass production process, and take measures.
このような分析では、ガラス製品から泡を含んだガス分析用ガラス試験片を切り出し、この試験片を破壊して泡中のガスを取り出し、このガスをガスクロマトグラフや質量分析計のような分析装置にて分析する方法が一般的である。 In such an analysis, a gas test glass test piece containing bubbles is cut out from a glass product, the test piece is broken and the gas in the foam is taken out, and the gas is analyzed by an analyzer such as a gas chromatograph or a mass spectrometer. The analysis method is generally used.
このような泡分析方法の例は、Feileらによる文献、特開平9−189647号公報および実用新案登録第2574714号公報で開示されている。 Examples of such bubble analysis methods are disclosed in the literature by Feile et al., Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-189647 and Utility Model Registration No. 2574714.
Feileらによる文献では、ガラス中の泡分析方法一般について開示されている。 The literature by Feile et al. Discloses general methods for analyzing bubbles in glass.
また、特開平9−189647号公報および実用新案登録第2574714号公報では、複数の試料置き台を設けた破壊装置に、破壊のための加工を施した試料を設置し、ニードルやスクリュー等を利用して超高真空下で試料を押圧・破壊して、泡中のガスを分析する方法が開示されている。
このような分析を行なうための試験片の調製方法が、Feileらによる文献や特開平9−189647号公報にも提示されている。これらによると、ガラス板から泡を含んだガラス片を切り出し、泡ができるだけサンプル表面に近い位置となるように研磨した後、図11に示すように、平面視でH字型状になるように加工し、これをガス分析用試験片とするのが一般的であった。この方法では、H字の横棒に相当する部分に泡103が位置するように、ガラス試料に溝102を切り込んで、H字型状のガラス試験片101としている。試験片の横棒の部分をニードル104で押圧することによって、試験片を破壊し、泡中のガスを開放する。この開放されたガスをガス分析装置に導入することによって、その圧力、組成や量を測定することができる。
A method for preparing a test piece for performing such an analysis is also presented in the literature by Feile et al. And Japanese Patent Laid-Open No. 9-189647. According to these, after cutting out a glass piece containing bubbles from a glass plate and polishing the bubbles so that they are as close to the sample surface as possible, as shown in FIG. In general, it was processed and used as a test piece for gas analysis. In this method, the
この場合、ニードル104の押圧によって試験片を容易に破壊する必要がある。試験片が厚すぎると、ニードルの押圧では容易に破壊することができない。さらに、泡中のガスを開放しやすくするために、ガラス試験片101の表面近傍に泡103が位置することが望ましい。
In this case, it is necessary to easily break the test piece by pressing the
ところで、泡の発生する位置は板厚方向で任意なので、ガラス試験片の表面近傍に泡が位置するとは限らない。泡が板厚方向の中央部付近に発生した場合は、ガラス試験片101の表面を研磨する必要がある。この研磨工程は、厚み方向における泡の位置を確認しながら行う必要がある。
By the way, since the position where bubbles are generated is arbitrary in the plate thickness direction, the bubbles are not always positioned near the surface of the glass test piece. When bubbles are generated near the center in the thickness direction, the surface of the
また、ガス分析装置における超高真空容器は、その大きさに制限のある場合が多い。厚いガラス板の場合、例え、ガラス試験片の表面近傍に泡が位置していたとしても、超高真空容器中へ試験片を挿入するために、試験片の裏面を研磨する必要がある。つまり、従来のH字型状の加工方式では、ガス分析用試験片の加工に多大な時間と手間とを要していた。 In addition, the size of the ultra-high vacuum container in the gas analyzer is often limited. In the case of a thick glass plate, even if bubbles are located in the vicinity of the surface of the glass test piece, the back side of the test piece needs to be polished in order to insert the test piece into the ultra-high vacuum container. That is, in the conventional H-shaped processing method, it takes a lot of time and labor to process the gas analysis test piece.
また、特開平9−189647号公報等に示されたガス分析用試験片では、溝の泡に向かう先端の形状が平坦である。溝を正確に加工したとしても、先端の形状が平坦であるので、試験片を破壊したときに発生する亀裂の開始位置や、亀裂の伸長する方向が定まりにくい。その結果、泡が微小である場合、試料破壊時に、目的の泡の中のガスを開放することができない場合が多くなる。その結果、目的のガス分析ができず、貴重な試料を数多く無駄にしてしまうこともあった。 Moreover, in the test piece for gas analysis disclosed in JP-A-9-189647 and the like, the shape of the tip toward the bubble in the groove is flat. Even if the groove is precisely processed, the shape of the tip is flat, so that the starting position of the crack that occurs when the test piece is broken and the direction in which the crack extends are difficult to determine. As a result, when the bubbles are very small, there are many cases where the gas in the target bubbles cannot be released when the sample is broken. As a result, the target gas analysis cannot be performed, and many precious samples may be wasted.
本発明は、泡を内包し、泡を形成するガスを分析するためのガス分析用ガラス試験片であって、泡の近傍まで、泡に向かう先端部が断面V字型をなす切り込みが、少なくとも1つ形成されたガス分析用ガラス試験片を提供する。 The present invention is a glass test piece for gas analysis for analyzing a gas that encloses bubbles and forms bubbles, and at least a slit that has a V-shaped cross section at the tip toward the bubbles is provided at least near the bubbles. One formed glass specimen for gas analysis is provided.
また、本発明は、ガラス試料に含まれる泡を開放して、泡を形成するガスを分析するためのガス分析用ガラス試験片の製造方法であって、ガラス試料に、泡の近傍まで、泡に向かう先端部が断面V字型をなす切り込みを少なくとも1つ形成する工程を含むガス分析用ガラス試験片の製造方法を提供する。 The present invention also relates to a method of manufacturing a glass test piece for gas analysis for analyzing a gas that forms bubbles by opening bubbles contained in a glass sample. A method for producing a glass test piece for gas analysis is provided, which includes a step of forming at least one notch having a V-shaped cross section at a tip end toward the surface.
さらに、本発明は、本発明による上記ガス分析用ガラス試験片、または本発明による上記方法により得たガス分析用ガラス試験片において、切り込みの先端を起点とする亀裂を泡にまで伸長させ、前記泡を開放して前記泡を形成するガスを取り出し、当該ガスを分析するガラス中のガス分析方法を提供する。 Further, the present invention provides the above glass test piece for gas analysis according to the present invention or the glass test piece for gas analysis obtained by the above method according to the present invention, by extending a crack starting from the notch tip to a bubble, There is provided a gas analysis method in glass for opening a bubble and taking out a gas forming the bubble and analyzing the gas.
本発明によれば、泡の発生位置や板厚に拘わらず、ガラス試験片の表面を精密に研磨する必要がないので、従来のH字型状加工方式よりもガラス試験片の加工に際して時間と手間とを低減でき、短時間で数多くのガラス試験片を効率よく製造することができる。また、切り込みの泡に向かう断面V字型先端部が、泡の近傍になるように加工したので、V字の先端を起点として亀裂を伸長させることによって、高い確率で泡中のガスを取り出すことができる。したがって、従来技術に比べて、含まれる泡がたとえ小さくても、効率のよいガラス中のガス分析が可能となる。 According to the present invention, since it is not necessary to precisely polish the surface of the glass test piece regardless of the bubble generation position and the plate thickness, it takes time to process the glass test piece more than the conventional H-shaped processing method. Time and effort can be reduced, and a large number of glass test pieces can be efficiently produced in a short time. Also, since the cross-section V-shaped tip toward the cut bubble is processed so as to be in the vicinity of the bubble, the gas in the bubble can be taken out with high probability by extending the crack starting from the V-shaped tip. Can do. Therefore, compared with the prior art, even if the contained bubbles are small, efficient gas analysis in glass becomes possible.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以降の説明においては、同一の部材に同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same members may be denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions may be omitted.
本発明によるガラス試験片の断面形状を図1に示す。図1(a)は、泡3の近傍まで1つの切り込み2を形成したガラス試験片10の断面図である。図1(b)のガラス試験片20のように、2つの切り込み2,2を、泡3を挟んで対向した位置に2つ形成してもよい。ガラス試験片10や20には、泡3が含まれており、泡3の近傍まで、先端部が断面V字型をなす切り込み2が形成されている。
The cross-sectional shape of the glass test piece according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1A is a cross-sectional view of a
第1に、ガラス試験片10の製造方法の一例を、図2および図3A〜図3Eを参照して以下に説明する。
1stly, an example of the manufacturing method of the
まず、泡を含むガラス物品から、分析すべき泡3を含む部分を適当な大きさに切り出して、加工前ガラス試料11を得る。後に精密に加工するので、この段階ではある程度の大きさで加工前ガラス試料11を切り出しておくことが好ましい。この切り出しは、図2(a)に示すように、泡3が加工前ガラス試料11内の片側に寄った位置になるように、行うのが好ましい。これは、後の加工工程での取り扱いやすさや、加工前ガラス試料11を加工装置に固定することを考慮してのことである。
First, from a glass article containing bubbles, a portion including the
次に、図2(b)に示すように、泡3のある位置が把握できるように泡位置マーク6をつけておくことが好ましい。マーキングには、油性インクペンやガラスペン等を使用することができる。
Next, as shown in FIG. 2B, it is preferable to place a bubble position mark 6 so that the position where the
例えば、フロート法によるガラス板の製造では、熔融したガラスを一方向に引き延ばし、連続したガラスリボンを適宜切断して行われる。このため、ガラス板中に発生した泡も引き延ばされて、楕円球状となる場合が多い。そこで、ガス分析時に泡を確実に破壊して、ガスの開放の確率を高めるために、泡の長径と直交する方向から亀裂を伸長させることが望ましい。そこで、加工前ガラス試料11の切り出しは、図2(b)のように、泡3の長径方向が加工前ガラス試料11の短辺方向と平行になるようにするのが好ましい。
For example, in the production of a glass plate by the float process, a molten glass is stretched in one direction and a continuous glass ribbon is appropriately cut. For this reason, the bubbles generated in the glass plate are often stretched to become an elliptical sphere. Therefore, it is desirable to extend the crack from the direction perpendicular to the long diameter of the bubble in order to reliably destroy the bubble during gas analysis and increase the probability of gas release. Therefore, it is preferable to cut the
次に、切り出した加工前ガラス試料11を加工する。加工手順の一例を図3A〜図3Eに示す。
Next, the
まず、切り出した加工前ガラス試料11の上方から顕微鏡等を使って泡3の位置を把握する。後の分析のために、この段階で泡3の長径、短径の測長を行なってもよく、また泡3自体の画像を残しておくとよい。その場合には、位置合わせのための観察光学系に、測長機能や写真撮影機能が付いたものを用いるとよい。
First, the position of the
まず、加工機械に回転テーブルを組み込み、図3Aに示すように、回転テーブル上に位置合わせ用のXYステージ41を設置して、そのステージ上に、加工前ガラス試料11を試料ホルダー42で固定する。回転テーブルの中心43を基準点とし、加工前ガラス試料11中の泡3がこの基準点と一致するように、XYステージ41を動かして調整する。図3Aにおける符号46,47は、それぞれXYステージ41のX線,Y線である。
First, a rotary table is incorporated in a processing machine, and as shown in FIG. 3A, an
なお、泡3は大きさを持っており、上述した泡3の位置合わせで、これを考慮する場合について、その一例を詳細に説明する。まず、上述の観察光学系の視野中心が、回転テーブルの中心43に一致するようにする。この視野中心に泡3が来るように、上述のXYステージ41を動かして調整する。さらに、観察光学系のピントを泡3の最大の輪郭に合わせ、最終的に、泡3の輪郭とXYステージ41のX線46とが接するように、泡3の位置を微調整するとよい。この位置を基準として、加工前ガラス試料11を所定の寸法に切断したり、先端部が断面V字型をなす切り込みを入れたりするとよい。
In addition, the
次に、図3Bに示すように、回転テーブルを時計回りに90度回転させ、固定されたガラス試料11の自由端部において、泡3から所定の距離だけ離れた位置にX線46に平行である第1切断線12を入れて、不要な部分を切り落とす。泡3から第1切断線12の位置までの距離は、泡3の大きさに応じて調整することが好ましい。こうして形成した切断面が基準面となる。
Next, as shown in FIG. 3B, the rotary table is rotated 90 degrees clockwise, and is parallel to the
次に、図3Cに示すように、回転テーブルを反時計回りに90度回転させ、図3Aの位置関係に戻し、泡3から所定の距離だけ離れた両側に、切断面13側からY線47に平行である第1切り込み線14,14を入れる。
Next, as shown in FIG. 3C, the rotary table is rotated 90 degrees counterclockwise to return to the positional relationship of FIG. 3A, and the
さらに、泡3に向かってY線47に沿って第2切り込み線15を入れ、先端部が断面V字型をなす切り込み(以下、「V字型の切り込み」という場合がある)を形成する。ここで、V字型の切り込みは、所定の断面において先端部が実質的にV字の形状をしている切り込みを指す。例えば、V字型の切り込みを繰り返し形成することで切断刃が磨耗し、先端部の形状が丸みを帯びてくる場合がある。この場合でも、切り込みの先端部に応力が集中して、亀裂の発生源とできる形状が保持されている限り、実質的にV字型の形状とみなす。
Further, the
このとき、V字型の切り込みの先端が、泡から所定の距離だけ離れた位置になるようにする。V字型の切り込み先端と泡との距離は、泡の大きさに応じて調整することが好ましい。なお、ここでいう距離とは、V字型の切り込み先端と泡との最短距離のことである。 At this time, the tip of the V-shaped notch is located at a position away from the bubble by a predetermined distance. It is preferable to adjust the distance between the V-shaped cutting tip and the foam according to the size of the foam. In addition, the distance here is the shortest distance between the V-shaped cutting tip and the bubble.
最後に、図3Dに示すように、回転テーブルを時計回りに90度回転させる。先端部が断面V字型をなす切り込み2が形成されたガラス試料16に、X線46に平行である第2切断線17を入れて、図3Eに示したガス分析用ガラス試験片10を得る。このとき、第2切断線17を入れる位置は、切断面13側からXYステージ41に向かって所定の距離だけ離れた位置とする。切断面13から第2切断線17までの距離は、泡3の大きさに応じて調整することが好ましい。このとき、ガラス試験片10となる加工後ガラス試料を完全に切り落としてしまってもよい。しかし、取り扱いやすさを考えて一部分が付いた状態で残しておき、分析装置に設置する直前に折り取ってガラス試験片10を得る方法をとってもよい。なお、この方法によると、ガラス試験片10には角(つの)が残ることがあるが、角が残った形状も、全体として直方体である限り、本明細書においては、実質的に直方体とみなす。得られたガラス試験片10の断面図を図4に示す。
Finally, as shown in FIG. 3D, the rotary table is rotated 90 degrees clockwise. A
第2に、図1(b)に示したガラス試験片20の製造方法の一例を、図2や図5、図6を参照して以下に説明する。上述した図2と同様に、まず、泡3を含むガラス物品から、分析すべき泡3を含む部分を適当な大きさに切り出して加工前ガラス試料21を得る(図5参照)。なお、このガラス試験片20を製造する場合、図1(a)に示したガラス試験片10の製造の場合とは異なり、泡3の短径方向が加工前ガラス試料21の短辺方向と平行になるようにするのが好ましい。
2ndly, an example of the manufacturing method of the
加工前ガラス試料21の固定については、この場合、回転テーブルの中心を基準点とし、加工前ガラス試料21中の泡3の中心がこの基準点と一致するようにするとよい。まず、第1切断線22にて、基準となる切断面を形成する。さらに、適宜、位置合わせと回転テーブルの回転とを行いながら、図5に示した第1切り込み線24,24、第2切り込み線25,25を入れる。最後に第2切断線27を入れて、図6に示すガラス試験片20を得る。なお、第1切り込み線24と第2切り込み線25とは、その形成順序を問わない。
In this case, for fixing the
図6に示すように、ガラス試験片20では、泡3が試験片のほぼ中央に位置し、泡3を挟んで対向するようにV字型の切り込み2,2を形成している。
As shown in FIG. 6, in the
また、図4と図6における、V字型の切り込み2の先端と該先端に最も近い泡3の内壁との距離f1,f2は、0.01〜1mmとすることが好ましい。これは、V字型の切り込み2の先端から伸長する亀裂を確実に泡3に到達させることと、V字型の切り込み2を形成した後のガラス試験片10や20の強度や取り扱いやすさとを、考慮してのことである。
4 and 6, the distances f1 and f2 between the tip of the V-shaped
その後の作業を正確かつ容易に行うことを考慮すると、ガラス試験片10や20の外形は、実質的に直方体または円柱であることが好ましい。なお、試験片の外形を円柱に切り出すためには、ガラス用のコアドリルなどを用いるとよい。
In consideration of performing the subsequent work accurately and easily, it is preferable that the outer shapes of the
上記加工工程には、位置合わせ等を行うことができる観察光学系や回転テーブルを備えたスライサー、ダイシングソーなどを用いることができる。 In the processing step, an observation optical system capable of performing alignment or the like, a slicer provided with a rotary table, a dicing saw, or the like can be used.
なお、加工工程は上記の順に限られない。例えば、図3Aに示す工程の前に、V字型の切り込み2を形成してもよい。つまり、加工前ガラス試料11を所定形状に切断する前に、V字型の切り込み2を形成してもよい。
In addition, a process process is not restricted to said order. For example, a V-shaped
次に、上記工程で得たガラス試験片10から泡3中のガスを開放し、当該ガスを分析する方法の例を図7および図8を参照して説明する。
Next, an example of a method for releasing the gas in the
まず、図7(a)に示すように、上記工程で得たガラス試験片10の一部P1を治具51に片持ち式で固定する。このとき、治具51がガラス試験片10の泡3を含む部位を保持しないように、ガラス試験片10の一部P1を固定する。治具51は、ガラス試験片10を片持ち式に保持できる限りにおいては、材質・形状等を限定されない。
First, as shown to Fig.7 (a), a part P1 of the
ガラス物品中の残存泡の分析を、ガスクロマトグラフや質量分析計のような分析装置を用いて行なう場合、通常、治具51は超高真空に保持可能な容器内に設置されている。ガラス試験片10の一部P1を治具51に片持ち式で固定した後、容器内を超高真空にする。
When analysis of residual bubbles in a glass article is performed using an analyzer such as a gas chromatograph or a mass spectrometer, the
この状態で、治具51で固定した一部P1の反対側の一部P2の上面を、押し込み棒52でV字型の切り込み2が入っている方向に押圧する。そうすると、V字型の切り込み2の先端部に応力が集中し、先端を起点として亀裂53が伸長し、この亀裂53が泡3に到達する。これによって、泡3中のガスが開放される。このときのガラス試験片10の断面図を図7(b)に示す。図に示したように、ガラス試験片10は、V字型の切り込み2の先端を起点として完全に破断されてもよい。
In this state, the upper surface of the part P2 on the opposite side of the part P1 fixed by the
泡を開放するためには、上記のように、ガラス試験片の切り込みを挟んだ2つの部分をそれぞれP1、P2としたときに、P1を固定して、P2に荷重を加え、V字型の切り込み先端を起点として亀裂を伸長させるとよい。 In order to release the bubbles, as described above, when the two portions sandwiching the notch of the glass test piece are P1 and P2, respectively, P1 is fixed, a load is applied to P2, and the V-shaped It is preferable to extend the crack starting from the notch tip.
図8に示すように、治具や押し込み棒を持つようなガラス試験片破断装置を内包した真空容器31とガス分析装置32を接続しておき、真空ポンプ33で真空容器31内を超高真空にした状態で泡中のガスを開放すると、開放されたガスがガス分析装置32に送り込まれ、その組成や含有量を分析することができる。図7(a)の例では1つの治具に1つのガラス試験片10を固定した例を示したが、あらかじめ複数のガラス試験片を固定でき、ガラス試験片を自動交換しながら、順番に破断できるような治具を使用することも可能である。
As shown in FIG. 8, a
ガラス試験片の破断によって新たに生成される表面は、物理的・化学的に活性を帯びている。そのため、泡内から開放されたガスが、ガラス試験片の新たに生成された表面に吸着して、分析結果に影響を及ぼす場合がある。したがって、破断によって新たに生成されるガラス試験片の表面の面積は、できるだけ小さい方がよい。 The surface newly generated by the breakage of the glass specimen is physically and chemically active. Therefore, the gas released from the inside of the bubbles may be adsorbed on the newly generated surface of the glass test piece and affect the analysis result. Therefore, the area of the surface of the glass test piece newly generated by breakage should be as small as possible.
従来のH字加工では、分析しようとする泡径が0.1〜0.2mm以下になってくると、泡中のガスを開放できる確率が極端に落ちていた。実際に、H字型加工方式で20個の泡(泡径は0.1〜0.4mmに分布)の分析を試みたところ、うち10個が失敗に終わったという例もある。これはH字の溝の角の部分が亀裂の起点となり、発生した亀裂が泡とは全く関係のない方向へ伸長したためである。このことからも、意図する場所に亀裂を発生させ、伸長させるためには、応力が集中する部分を意図的に作るV字型の切り込みが好ましい。 In the conventional H-shape processing, when the bubble diameter to be analyzed is 0.1 to 0.2 mm or less, the probability that the gas in the bubble can be released has been extremely reduced. In fact, when trying to analyze 20 bubbles (bubble diameter is distributed in the range of 0.1 to 0.4 mm) by the H-shaped processing method, there is an example that 10 of them failed. This is because the corner portion of the H-shaped groove becomes the starting point of the crack, and the generated crack extends in a direction completely unrelated to the bubbles. For this reason, in order to generate a crack at an intended location and extend it, a V-shaped notch that intentionally creates a portion where stress is concentrated is preferable.
実際に、V字型の切り込みを形成したガラス試験片を片持ち式に固定し、保持側とV字型の切り込みを挟んで反対側に、荷重を加えて破断させた断面を写真撮影し、亀裂の伸長角度を測定した。図9にその概念図を示す。図9は、V字型の切り込み2の先端部が断面V字型をなし、V字型の切り込み2の先端Pと泡3との最短距離fが現れるように設定した断面を表している。
Actually, a glass test piece formed with a V-shaped cut was fixed in a cantilever manner, and a cross-section was broken by applying a load to the opposite side across the holding side and the V-shaped cut. The elongation angle of the crack was measured. FIG. 9 shows a conceptual diagram thereof. FIG. 9 shows a cross section set so that the tip of the V-shaped
図9において、a1,a2はそれぞれ、V字型の切り込み2の先端Pから泡3に引いた2本の第1接線,第2接線である。b1は、発生する亀裂の伸長方向を示す亀裂伸長線である。cは、V字型のなす角の2等分線を、泡3の方向に延長した線である。
In FIG. 9, a <b> 1 and a <b> 2 are two first tangents and second tangents drawn from the tip P of the V-shaped
ここで、第1接線a1と第2接線a2のなす角を角度A1とする。また、線cを対称軸とする、亀裂伸長線b1の対象線をb2とし、亀裂伸長線b1と対象線b2のなす角を、角度B1とする。角度B1は、亀裂伸長線b1と線cとなす角度の2倍の角度であり、亀裂が伸長する可能性のある範囲を表すものである。 Here, an angle formed by the first tangent line a1 and the second tangent line a2 is defined as an angle A1. Further, the target line of the crack extension line b1 with the line c as the axis of symmetry is set as b2, and the angle formed between the crack extension line b1 and the target line b2 is set as an angle B1. The angle B1 is an angle twice the angle formed between the crack extension line b1 and the line c, and represents a range in which the crack may be extended.
また、角度A2は、第1接線a1と線cとのなす角であり、角度A3は、第2接線a2と線cとのなす角である。角度B2は、亀裂伸長線b1と線cとのなす角であり、角度B3は、亀裂伸長線b1の対象線b2と線cとのなす角である。 The angle A2 is an angle formed by the first tangent line a1 and the line c, and the angle A3 is an angle formed by the second tangent line a2 and the line c. The angle B2 is an angle formed by the crack extension line b1 and the line c, and the angle B3 is an angle formed by the target line b2 and the line c of the crack extension line b1.
ここで、角度A1を角度B1以上(A1≧B1)となるようにすれば、亀裂が伸長する可能性のある範囲内に、必ず泡3が存在することになる。この角度A1は、V字型の切り込み先端Pと泡3との最短距離fによって決まる。適切な角度A1を定めるためには、亀裂の伸長角度である角度B2の分散度合いを知る必要がある。
Here, if the angle A1 is set to be equal to or larger than the angle B1 (A1 ≧ B1), the
そこで、実際に77個のサンプルを破断し、角度B2の分布を測定した。その結果を表1に示す。 Therefore, 77 samples were actually broken and the distribution of the angle B2 was measured. The results are shown in Table 1.
(表1)
―――――――――――――――――――――――――――
亀裂の伸長角度B2 個数 比率(%)
0°以上 5°未満 29 37.7
5°以上10°未満 27 35.1
10°以上15°未満 9 11.7
15°以上20°未満 7 9.1
20°以上25°未満 3 3.9
25°以上30°未満 2 2.6
―――――――――――――――――――――――――――
合 計 77 100.0
―――――――――――――――――――――――――――
(Table 1)
―――――――――――――――――――――――――――
Crack elongation angle B2 Number ratio (%)
0 ° or more and less than 5 ° 29 37.7
5 ° or more and less than 10 ° 27 35.1
10 ° or more and less than 15 ° 9 11.7
15 ° or more and less than 20 ° 7 9.1
20 ° or more and less than 25 ° 3 3.9
25 ° or more and less than 30 ° 2 2.6
―――――――――――――――――――――――――――
Total 77 100.0
―――――――――――――――――――――――――――
表1から分かるように、すべてのサンプルにおいて、亀裂の伸長角度の範囲が30°未満となった。この結果から、角度A2,A3がともに30°以上であれば、100%の確率で泡3中のガスを開放できることになる。したがって、角度A2,A3がともに30°以上となるようにV字型の切り込み2を形成することが好ましい。
As can be seen from Table 1, the crack extension angle range was less than 30 ° in all the samples. From this result, if the angles A2 and A3 are both 30 ° or more, the gas in the
なお、以上の検討から、切り込みの中心線(V字型のなす角の2等分線を、泡の方向に延長した線c)上に泡の中心が存在していると、好ましいことが分かる。加工に際しては、図3Aの説明で詳しく述べたように、泡の位置を回転テーブルの中心に一致させることが重要である。 In addition, it turns out that it is preferable from the above examination that the center of a bubble exists on the notch centerline (the line c which extended the bisector of the angle | corner which a V shape makes) in the direction of a bubble. . At the time of processing, as detailed in the description of FIG. 3A, it is important to match the position of the bubble with the center of the rotary table.
ここで、図10に種々の泡径(図9のg)に対する、V字型の切り込み先端Pと泡3との最短距離(図9のf)と角度A1との関係を示す。なお、泡3は球状と仮定した。A1=A2+A3である。図10より、V字型の切り込み先端Pと泡3との最短距離fを50μmに設定すれば、泡径gが100μm以上の泡は、ほぼ100%の確率で泡中のガスを開放できることが分かる。同様に、fを100μmにすれば、泡径gが200μm以上の泡は、ほぼ100%の確率で泡中のガスを開放できることが分かる。
FIG. 10 shows the relationship between the angle A1 and the shortest distance (f in FIG. 9) between the V-shaped cutting tip P and the
さらに、最短距離fは、泡3の大きさgと角度A1との関係から導き出される泡中のガスを開放できる確率と、ガラス試験片における加工の容易さと取り扱いやすさとを勘案して決めるとよい。通常の精度を有するスライサーやダイシングソーであれば、最短距離fは容易に100μm程度とすることができる。
Furthermore, the shortest distance f may be determined in consideration of the probability of releasing the gas in the bubble derived from the relationship between the size g of the
最短距離fについて、泡3中のガスを開放できる確率からいうと、対象とする泡3の大きさによって異なるが、500μm以下が好ましく、240μm以下がより好ましく、100μm以下がさらに好ましく、50μm以下とするのが最も好ましい。試験片における加工の容易さと取り扱いやすさからいうと、10μm以上が必要であり、20μm以上が好ましく、50μm以上がより好ましい。
Regarding the shortest distance f, the probability that the gas in the
上述の内容は、泡3を球状と仮定している。実際の泡は、上述のように引き延ばされている場合が多い。泡の大きさにもよるが、V字型の切り込み2を泡3の長径と直交するように形成すれば、最短距離fが500μmを超えるような場合でも、良好なガスの開放確率を確保することができる。
In the above description, the
このように、取扱い等を考慮しながら、最短距離をできるだけ小さくすることによって、本発明では、従来のH字型の加工と比較して大きく泡の分析効率を上げることができる。 Thus, by considering the handling and the like as much as possible, by making the shortest distance as small as possible, in the present invention, the analysis efficiency of bubbles can be greatly increased as compared with the conventional H-shaped processing.
本発明により、ガラス物品中の泡のガス分析用ガラス試験片を、効率よく製造することが可能となる。また前記ガラス試験片を用いて泡中のガスを分析する際、高確率で泡中のガスを取り出すことができるので、貴重な試料を有効に利用することができ、得られたデータを解析することで、ガラス物品の泡品質向上に役立てることが可能となる。 By this invention, it becomes possible to manufacture efficiently the glass test piece for the gas analysis of the bubble in a glass article. In addition, when analyzing the gas in the foam using the glass test piece, the gas in the foam can be taken out with high probability, so that valuable samples can be used effectively and the obtained data is analyzed. Thus, it can be used for improving the bubble quality of the glass article.
10:V字型の切り込みが一つのみ形成されたガス分析用ガラス試験片
11:加工前ガラス試料
12:第1切断線
13:切断面
14:第1切り込み線
15:第2切り込み線
16:加工中のガラス試料
17:第2切断線
20:V字型の切り込みが2つ形成されたガス分析用ガラス試験片
21:加工前ガラス試料
22:第1切断線
24:第1切り込み線
25:第2切り込み線
27:第2切断線
2:V字型の切り込み
3:泡
6:泡位置マーク
31:真空容器
32:ガス分析装置
33:真空ポンプ
41:XYステージ
42:試料ホルダー
43:回転ステージ中心
46:XYステージのX線
47:XYステージのY線
51:ガラス試験片固定治具
52:押し込み棒
53:亀裂
101:従来のガラス試験片
102:切り込み
103:泡
104:ニードル
a1:V字型の切り込みの先端から泡に引いた第1接線
a2:V字型の切り込みの先端から泡に引いた第2接線
b1:亀裂伸長線
b2:亀裂伸長線の対象線
c:V字型のなす角の二等分線を泡の方向に延長した線
f,f1,f2:切り込みの先端と泡との最短距離
g:泡径
P:V字型の切り込みの先端
10: Glass specimen for gas analysis in which only one V-shaped cut is formed 11: Glass sample 12 before processing 12: First cutting line 13: Cut surface 14: First cutting line 15: Second cutting line 16: Glass sample 17 during processing: second cutting line 20: glass specimen for gas analysis in which two V-shaped cuts are formed 21: glass sample 22 before processing 22: first cutting line 24: first cutting line 25: Second cut line 27: Second cut line 2: V-shaped cut 3: Bubble 6: Bubble position mark 31: Vacuum container 32: Gas analyzer 33: Vacuum pump 41: XY stage 42: Sample holder 43: Rotating stage Center 46: XY stage X-ray 47: XY stage Y-line 51: Glass specimen fixing jig 52: Push rod 53: Crack 101: Conventional glass specimen 102: Cut 103: Bubble 104: Needle a : First tangent a2 drawn from the tip of the V-shaped cut to the bubble a2: second tangent b1 drawn from the tip of the V-shaped cut to the bubble b1: crack extension line b2: target line of the crack extension line c: V-shape Lines f, f1, f2 obtained by extending the bisector of the angle formed by the mold in the direction of the bubble: Shortest distance between the tip of the cut and the bubble g: Bubble diameter P: Tip of the V-shaped cut
Claims (15)
前記泡の近傍まで、前記泡に向かう先端部が断面V字型をなす切り込みが、少なくとも1つ形成されたガス分析用ガラス試験片。 A glass specimen for gas analysis for enclosing bubbles and analyzing the gas forming the bubbles,
A glass test piece for gas analysis in which at least one notch having a V-shaped cross section at the tip toward the bubble is formed up to the vicinity of the bubble.
前記延長線が前記2本の接線の間に存在し、前記2本の接線が前記延長線となすそれぞれの角度がともに30°以上となるように、前記切り込みが形成された請求項1〜5のいずれか1項に記載のガス分析用ガラス試験片。 Assuming two tangent lines drawn from the tip to the bubble in the cross section where the shortest distance between the tip of the cut and the bubble appears, an extension of the bisector of the angle formed by the V-shape in the cross section When drawing a line in the direction of the bubble,
6. The notch is formed so that the extension line exists between the two tangent lines, and the respective angles between the two tangent lines and the extension line are 30 ° or more. The glass test piece for gas analysis of any one of these.
前記ガラス試料に、前記泡の近傍まで、前記泡に向かう先端部が断面V字型をなす切り込みを少なくとも1つ形成する工程を含むガス分析用ガラス試験片の製造方法。 A method for producing a glass test piece for gas analysis for analyzing a gas forming a bubble by opening bubbles contained in a glass sample,
A method for producing a glass specimen for gas analysis, comprising the step of forming at least one notch having a V-shaped cross-section at a tip end toward the bubble in the glass sample up to the vicinity of the bubble.
前記延長線が前記2本の接線の間に存在し、前記2本の接線が前記延長線となすそれぞれの角度がともに30°以上となるように、前記最短距離を設定して前記切り込みを形成する請求項7〜12のいずれか1項に記載のガス分析用ガラス試験片の製造方法。 Assuming two tangent lines drawn from the tip to the bubble in the cross section where the shortest distance between the tip of the cut and the bubble appears, an extension of the bisector of the angle formed by the V-shape in the cross section When drawing a line in the direction of the bubble,
The extension line exists between the two tangent lines, and the notch is formed by setting the shortest distance so that each angle between the two tangent lines and the extension line is 30 ° or more. The manufacturing method of the glass test piece for gas analysis of any one of Claims 7-12 to do.
前記切り込みの先端を起点とする亀裂を前記泡にまで伸長させ、前記泡を開放して前記泡を形成するガスを取り出し、当該ガスを分析するガラス中のガス分析方法。 In the glass test piece for gas analysis according to any one of claims 1 to 6, or the glass test piece for gas analysis obtained by the method according to any one of claims 7 to 13,
A method for analyzing gas in glass, in which a crack starting from the tip of the notch is extended to the bubble, the bubble is released to extract a gas forming the bubble, and the gas is analyzed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006060105A JP2007240216A (en) | 2006-03-06 | 2006-03-06 | Glass test piece for gas analysis, its manufacturing method, and gas analysis method in glass using it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006060105A JP2007240216A (en) | 2006-03-06 | 2006-03-06 | Glass test piece for gas analysis, its manufacturing method, and gas analysis method in glass using it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007240216A true JP2007240216A (en) | 2007-09-20 |
Family
ID=38585905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006060105A Pending JP2007240216A (en) | 2006-03-06 | 2006-03-06 | Glass test piece for gas analysis, its manufacturing method, and gas analysis method in glass using it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007240216A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180008755A (en) * | 2015-06-30 | 2018-01-24 | 아반스트레이트 가부시키가이샤 | Method for manufacturing glass substrate and apparatus for manufacturing glass substrate |
-
2006
- 2006-03-06 JP JP2006060105A patent/JP2007240216A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180008755A (en) * | 2015-06-30 | 2018-01-24 | 아반스트레이트 가부시키가이샤 | Method for manufacturing glass substrate and apparatus for manufacturing glass substrate |
KR102016240B1 (en) | 2015-06-30 | 2019-08-29 | 아반스트레이트 가부시키가이샤 | Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7009188B2 (en) | Lift-out probe having an extension tip, methods of making and using, and analytical instruments employing same | |
US20150367453A1 (en) | Method for assessing the structural quality of three-dimensional components | |
CN107175475A (en) | A kind of processing method of long Thin-wall cylindrical part | |
US10422620B2 (en) | Contact-type position measuring device and measuring method using the same | |
JP2007240216A (en) | Glass test piece for gas analysis, its manufacturing method, and gas analysis method in glass using it | |
CN108247283A (en) | A kind of machining manufacture of the ultra-fine special-shaped multiple flow passages coldplate of overlength | |
Bouchard et al. | Making the cut for the contour method | |
CN206546296U (en) | A kind of through groove fixture for micro- gauge length lamellar sample extension test | |
CN115274489B (en) | Failure analysis method and system for chip | |
US10052702B2 (en) | Method of forming fracture start portion of connecting rod and forming device | |
CN111799220B (en) | Wafer splitting method and application thereof | |
CN110550854B (en) | Fracturing cutter wheel for fracture and glass cutting machine for fracture | |
CN113552144A (en) | Method for preparing transmission electron microscope sheet sample of pressurized water reactor spent fuel rod cladding tube | |
JP2006084484A (en) | Sample preparation method | |
CN106017254B (en) | A kind of electro spindle collet detection device | |
CN211717314U (en) | Special combined tool for manufacturing thermal compression test sample | |
CN112872515B (en) | Linear cutting rapid positioning method and device | |
TW201409590A (en) | Method of evaluating semiconductor wafer, and device of evaluating semiconductor wafer | |
US20240246188A1 (en) | Chamfer touch-off tool | |
CN221065266U (en) | Combined type side fixing knife handle | |
JP3542084B2 (en) | Loading method and system for scriber shank | |
CN115555999B (en) | Axial alignment tool for crankshaft grinding | |
CN109142000A (en) | A kind of preparation method containing the metal material plate fatigue testing specimen for penetrating short crack | |
CN117740558A (en) | Method for analyzing intrinsic relation by high-temperature plastic compression of micro-size metal material | |
JPS6222828Y2 (en) |