JP3014087B2 - 押込硬さ試験装置 - Google Patents
押込硬さ試験装置Info
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- JP3014087B2 JP3014087B2 JP8288630A JP28863096A JP3014087B2 JP 3014087 B2 JP3014087 B2 JP 3014087B2 JP 8288630 A JP8288630 A JP 8288630A JP 28863096 A JP28863096 A JP 28863096A JP 3014087 B2 JP3014087 B2 JP 3014087B2
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧子に試験荷重を負荷
し、その時の圧子の試料表面への押込深さから試料の硬
さを求める押込硬さ試験装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の押込硬さ試験装置は、あらかじめ
設定されている荷重を圧子に負荷して試料表面に押し込
み、その時の押込深さを求めて試料硬度を算出してい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする問題点】従来の試験装置のよ
うに一定荷重における圧子の押込深さを求める場合は、
試料の硬度によって押込深さが変化する。例えば図２の
特性図に示すように、試料Ａは荷重Ｐ２で押込深さがＤ
１、試料Ｂは同じ荷重Ｐ２で押込深さがＤ２となること
を示す。この押込深さが試料によって異なる様子を図３
(a),(b) に示すが、試料Ａ及びＢの膜厚が同じ厚さｈの
場合、同図(b) に示すようにＤ２／ｈが１に近いため試
料Ｂの測定においては基盤Ｅの影響を大きく受けること
になる。特に薄膜試料の場合には、膜厚に対する押込深
さの割合が変化し、この基盤Ｅの影響が無視できないほ
ど大きくなるので、試料の硬度比較を正確に行なえない
という問題を生じていた。 【０００４】そこで本発明は、薄膜試料の硬度を測定し
硬度比較を行なうについて、正確な評価等を行なうこと
ができる押込硬さ試験装置を提供することを目的とす
る。 【０００５】 【問題点を解決するための手段】本発明は上記問題点を
解決するために、次のような構成を採用した。 【０００６】すなわち、本発明にかかる押込硬さ試験装
置は、圧子に加えられる試験荷重と、該試験荷重によっ
て薄膜試料表面に押込まれる圧子の押込み深さとから薄
膜試料の硬度を求める押込硬さ試験装置において、圧子
の薄膜試料表面からの押込深さを薄膜試料下部の基盤の
影響が少ない深さにあらかじめ設定する押込深さ設定手
段と、圧子の変位を検出することで押込深さを検出する
押込深さ測定手段と、前記設定深さの所定分手前から荷
重増加速度を減少させながら圧子を試料に押込む押込手
段と、圧子が前記設定押込深さに到達した時に圧子に加
えられている試験荷重を測定する荷重測定手段とを備
え、この測定された試験荷重とあらかじめ設定された押
込深さとから薄膜試料の硬度を求めることを特徴とす
る。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明に係る試験装置は、例えば
図３(a) に示すように基盤Ｅの影響が少ない押込深さＤ
１をあらかじめ設定押込深さとして設定しておき、次い
で電子天秤等の負荷手段によって圧子に荷重を加え、順
次荷重を増加させていく。圧子が試料に接触した時点か
らの圧子の変位を検出し、該変位が設定押込深さに到達
した時点の試験荷重を測定する。この場合、設定押込深
さ到達後荷重の保持時間を設定すると、変位の増加を生
じる場合が多いので、押込深さが設定値になった瞬間の
荷重を測定して動的硬度とする。 【０００８】測定された荷重をＰ、設定押込深さをＤ、
圧子形状による係数をＫとすれば、硬度Ｈは、Ｈ＝Ｋ・
Ｐ／Ｄ２として算出される。 【０００９】荷重負荷後の圧子の変位増加を考慮してよ
り正確な測定を行なうには、図１に示すように設定押込
深さＤ１に到達する前の深さＤ０の時点から荷重増加速
度を減少させるようにし、Ｄ１に到達する時間ｔ２とＤ
０に到達する時間ｔ１に対しｔ２−ｔ１＝ｔ３の間に押
込深さがＤ１になる様に荷重を増加させていき、ｔ３時
間経過時点の押込深さと荷重を測定すればよい。すなわ
ち、Ｄ１とＤ０／Ｄ１とｔ３を設定して試験を行なう。 【００１０】上記したように、本発明においては試料に
加える変形（押込深さ）が等しくなるように荷重を加
え、該荷重の相違によって硬度を比較するので、試料下
部の基盤の影響を等しくすることができ、正確に硬度比
較を行なうことができる。 【００１１】 【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
かかる押込硬さ試験装置によれば、薄膜試料に対する薄
膜試料下部にある基盤からの影響を等しくして、また、
基盤からの影響を少なくして薄膜試料の硬度測定を行う
ことができるようになった。その結果、いろいろな薄膜
試料の硬度比較を正確に行うことができるようになっ
た。
し、その時の圧子の試料表面への押込深さから試料の硬
さを求める押込硬さ試験装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の押込硬さ試験装置は、あらかじめ
設定されている荷重を圧子に負荷して試料表面に押し込
み、その時の押込深さを求めて試料硬度を算出してい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする問題点】従来の試験装置のよ
うに一定荷重における圧子の押込深さを求める場合は、
試料の硬度によって押込深さが変化する。例えば図２の
特性図に示すように、試料Ａは荷重Ｐ２で押込深さがＤ
１、試料Ｂは同じ荷重Ｐ２で押込深さがＤ２となること
を示す。この押込深さが試料によって異なる様子を図３
(a),(b) に示すが、試料Ａ及びＢの膜厚が同じ厚さｈの
場合、同図(b) に示すようにＤ２／ｈが１に近いため試
料Ｂの測定においては基盤Ｅの影響を大きく受けること
になる。特に薄膜試料の場合には、膜厚に対する押込深
さの割合が変化し、この基盤Ｅの影響が無視できないほ
ど大きくなるので、試料の硬度比較を正確に行なえない
という問題を生じていた。 【０００４】そこで本発明は、薄膜試料の硬度を測定し
硬度比較を行なうについて、正確な評価等を行なうこと
ができる押込硬さ試験装置を提供することを目的とす
る。 【０００５】 【問題点を解決するための手段】本発明は上記問題点を
解決するために、次のような構成を採用した。 【０００６】すなわち、本発明にかかる押込硬さ試験装
置は、圧子に加えられる試験荷重と、該試験荷重によっ
て薄膜試料表面に押込まれる圧子の押込み深さとから薄
膜試料の硬度を求める押込硬さ試験装置において、圧子
の薄膜試料表面からの押込深さを薄膜試料下部の基盤の
影響が少ない深さにあらかじめ設定する押込深さ設定手
段と、圧子の変位を検出することで押込深さを検出する
押込深さ測定手段と、前記設定深さの所定分手前から荷
重増加速度を減少させながら圧子を試料に押込む押込手
段と、圧子が前記設定押込深さに到達した時に圧子に加
えられている試験荷重を測定する荷重測定手段とを備
え、この測定された試験荷重とあらかじめ設定された押
込深さとから薄膜試料の硬度を求めることを特徴とす
る。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明に係る試験装置は、例えば
図３(a) に示すように基盤Ｅの影響が少ない押込深さＤ
１をあらかじめ設定押込深さとして設定しておき、次い
で電子天秤等の負荷手段によって圧子に荷重を加え、順
次荷重を増加させていく。圧子が試料に接触した時点か
らの圧子の変位を検出し、該変位が設定押込深さに到達
した時点の試験荷重を測定する。この場合、設定押込深
さ到達後荷重の保持時間を設定すると、変位の増加を生
じる場合が多いので、押込深さが設定値になった瞬間の
荷重を測定して動的硬度とする。 【０００８】測定された荷重をＰ、設定押込深さをＤ、
圧子形状による係数をＫとすれば、硬度Ｈは、Ｈ＝Ｋ・
Ｐ／Ｄ２として算出される。 【０００９】荷重負荷後の圧子の変位増加を考慮してよ
り正確な測定を行なうには、図１に示すように設定押込
深さＤ１に到達する前の深さＤ０の時点から荷重増加速
度を減少させるようにし、Ｄ１に到達する時間ｔ２とＤ
０に到達する時間ｔ１に対しｔ２−ｔ１＝ｔ３の間に押
込深さがＤ１になる様に荷重を増加させていき、ｔ３時
間経過時点の押込深さと荷重を測定すればよい。すなわ
ち、Ｄ１とＤ０／Ｄ１とｔ３を設定して試験を行なう。 【００１０】上記したように、本発明においては試料に
加える変形（押込深さ）が等しくなるように荷重を加
え、該荷重の相違によって硬度を比較するので、試料下
部の基盤の影響を等しくすることができ、正確に硬度比
較を行なうことができる。 【００１１】 【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
かかる押込硬さ試験装置によれば、薄膜試料に対する薄
膜試料下部にある基盤からの影響を等しくして、また、
基盤からの影響を少なくして薄膜試料の硬度測定を行う
ことができるようになった。その結果、いろいろな薄膜
試料の硬度比較を正確に行うことができるようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例において圧子変位の増加を考慮
して試験を行なう場合の設定要素を説明する図である。 【図２】試料に応じた荷重と押込深さの関係を示す図で
ある。 【図３】試験荷重を一定とした場合、試料に応じて圧子
の押込深さが変わることを示す図である。 【符号の説明】 Ａ，Ｂ…試料 Ｄ１、Ｄ２…押込深さ Ｅ… 基盤 ｈ… 試料の厚み
して試験を行なう場合の設定要素を説明する図である。 【図２】試料に応じた荷重と押込深さの関係を示す図で
ある。 【図３】試験荷重を一定とした場合、試料に応じて圧子
の押込深さが変わることを示す図である。 【符号の説明】 Ａ，Ｂ…試料 Ｄ１、Ｄ２…押込深さ Ｅ… 基盤 ｈ… 試料の厚み
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．圧子に加えられる試験荷重と、該試験荷重によって
薄膜試料表面に押込まれる圧子の押込み深さとから薄膜
試料の硬度を求める押込硬さ試験装置において、圧子の
薄膜試料表面からの押込深さを薄膜試料下部の基盤の影
響が少ない深さにあらかじめ設定する押込深さ設定手段
と、圧子の変位を検出することで押込深さを検出する押
込深さ測定手段と、前記設定深さの所定分手前から荷重
増加速度を減少させながら圧子を試料に押込む押込手段
と、圧子が前記設定押込深さに到達した時に圧子に加え
られている試験荷重を測定する荷重測定手段とを備え、
この測定された試験荷重とあらかじめ設定された押込深
さとから薄膜試料の硬度を求めることを特徴とする押込
硬さ試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8288630A JP3014087B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 押込硬さ試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8288630A JP3014087B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 押込硬さ試験装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62078155A Division JPH07104245B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 押込硬さ試験方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09126975A JPH09126975A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3014087B2 true JP3014087B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=17732670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8288630A Expired - Lifetime JP3014087B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 押込硬さ試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014087B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4909139B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2012-04-04 | 株式会社ミツトヨ | 硬さ試験機 |
| JP5962287B2 (ja) * | 2012-07-19 | 2016-08-03 | 株式会社島津製作所 | 硬さ試験機 |
-
1996
- 1996-10-30 JP JP8288630A patent/JP3014087B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「機械学会誌」第３４巻第１７４号 昭和６年１０月発行 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09126975A (ja) | 1997-05-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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