JP4863354B2 - Indenter shaft and material testing machine - Google Patents
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Description
本発明は、圧子軸及び材料試験機に関する。 The present invention relates to an indenter shaft and a material testing machine.
従来、材料試験機として、例えば、試料表面に圧子軸を押込んでくぼみを形成させることによって、材料の硬さ等の物性値を測定する硬さ試験機が知られている。具体的には、例えば、硬さ試験機は、試料表面に圧子軸の先端を押込んだ際の押込み深さ、すなわち、圧子軸の変位量を変位計により測定して、該測定した変位量と、試料表面に圧子軸を押込んだ際の負荷荷重との関係を求めて、試料の硬さ等の物性値を測定するようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a material testing machine, for example, a hardness testing machine that measures a physical property value such as the hardness of a material by pushing an indenter shaft into a sample surface to form a recess is known. Specifically, for example, the hardness tester measures the indentation depth when the tip of the indenter shaft is pushed into the sample surface, that is, the displacement amount of the indenter shaft with a displacement meter, and measures the measured displacement amount. The physical property value such as hardness of the sample is measured by obtaining the relationship between the load and the load when the indenter shaft is pushed into the sample surface.
ところで、硬さ試験機は、例えば、試料の硬さ等の温度依存性を評価する場合にも用いられる。この場合、硬さ試験機には、例えば、試料台を加熱する試料台ヒータが備えられ、試料台ヒータにより試料台を加熱することによって、試料台に載置された試料が加熱されるようになっている。
このような硬さ試験機においては、試料の硬さ等の測定中に、加熱された試料に接触することによって、或いは、加熱された試料台が試料台近傍の空気を加熱することによって、圧子軸も加熱されて熱膨張してしまう。また、高温雰囲気の影響により硬さ試験機構成部材(試験機フレーム等)も熱膨張してしまう。このように圧子軸や硬さ試験機構成部材が熱膨張すると、正確な圧子軸の押込み深さを測定することができないという問題がある。
By the way, the hardness tester is used, for example, when evaluating temperature dependency such as hardness of a sample. In this case, the hardness tester includes, for example, a sample stage heater that heats the sample stage, and the sample placed on the sample stage is heated by heating the sample stage by the sample stage heater. It has become.
In such a hardness tester, the indenter is brought into contact with a heated sample during measurement of the hardness of the sample or the like, or the heated sample table heats the air in the vicinity of the sample table. The shaft is also heated and thermally expanded. Further, the hardness tester constituent members (tester frame and the like) also thermally expand due to the influence of the high temperature atmosphere. Thus, when the indenter shaft and the hardness tester constituting member are thermally expanded, there is a problem that an accurate indentation depth of the indenter shaft cannot be measured.
そこで、例えば、圧子軸と、該圧子軸が中央に取り付けられた両持ち梁と、該両持ち梁を支持する両持ち梁用支持部と、を有する硬さ試験機(押込試験装置)において、硬さ試験機構成部材である両持ち梁及び両持ち梁用支持部のうちの少なくとも一方が熱膨張係数の小さい材料(具体的には、スーパーインバー)により形成されている硬さ試験機(例えば、特許文献1参照)等が提案されている。
しかしながら、特許文献1では、硬さ試験機構成部材の熱膨張には対応できるものの、圧子軸の熱膨張には対応できない。
However,
本発明の課題は、熱膨張の影響を低減することができる圧子軸及び該圧子軸を有する材料試験機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an indenter shaft capable of reducing the influence of thermal expansion and a material testing machine having the indenter shaft.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、圧子軸本体(22)の先端部に圧子(21)が設けられてなる圧子軸(2)において、前記圧子軸本体は、ステンレス鋼よりも熱膨張係数の絶対値が小さいスーパーインバーによって形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
請求項2に記載の発明は、圧子軸本体(22a)の先端部に熱膨張係数が正の材料によって形成されている圧子(21a)が設けられてなる圧子軸(2a)において、前記圧子軸本体は、熱膨張係数が負の材料によって形成されている第1圧子軸本体(22a1)と、熱膨張係数が正の材料によって形成されている第2圧子軸本体(22a2)とにより構成され、前記圧子の押込み方向の長さと、前記第1圧子軸本体の押込み方向の長さと、前記第2圧子軸本体の押込み方向の長さとの和が、前記圧子の先端から変位検出基準までの押込み方向の長さと同一となるように設定されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の圧子軸において、前記熱膨張係数が負の材料は、六方晶窒化ホウ素であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the indenter shaft according to the second aspect , the material having a negative coefficient of thermal expansion is hexagonal boron nitride.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の圧子軸において、前記熱膨張係数が負の材料は、チタン酸アルミであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the indenter shaft according to the second aspect , the material having a negative coefficient of thermal expansion is aluminum titanate.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の圧子軸の圧子を試料(S)表面に押込んでくぼみを形成させ、該くぼみに基づいて試料の所定の材料特性を評価することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the indenter of the indenter shaft according to any one of the first to fourth aspects is pushed into the surface of the sample (S) to form a recess, and a predetermined material of the sample is formed based on the recess. It is characterized by evaluating characteristics.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の材料試験機において、前記試料を載置する試料台(11)と、前記試料台を加熱又は冷却する加熱冷却部(13)と、前記試料台に載置された試料近傍の温度を検出する温度検出手段(例えば、温度検出部12)と、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記加熱冷却部を制御して、前記試料台の温度を制御する制御手段(例えば、制御部14)と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the material testing machine according to claim 5 , wherein the sample table (11) for placing the sample, the heating / cooling unit (13) for heating or cooling the sample table, Temperature detection means (for example, temperature detection section 12) for detecting the temperature in the vicinity of the sample placed on the sample stage, and the heating and cooling section based on the temperature detected by the temperature detection means to control the sample Control means (for example, control part 14) which controls the temperature of a stand.
請求項1に記載の発明によれば、圧子軸本体が、従来から圧子軸本体として用いられているステンレス鋼よりも熱膨張係数の絶対値が小さい材料によって形成されているため、従来と比較して、圧子軸が熱膨張(又は熱収縮)し難くなって、圧子軸の熱膨張の影響を低減することができる。
また、圧子軸本体は、熱膨張係数が小さいのみならず、加工性に優れたスーパーインバーによって形成されているため、容易に成型することができる。
According to the first aspect of the present invention, the indenter shaft body is formed of a material having a smaller absolute value of the thermal expansion coefficient than stainless steel conventionally used as the indenter shaft body. Thus, it becomes difficult for the indenter shaft to thermally expand (or shrink), and the influence of the thermal expansion of the indenter shaft can be reduced.
Further, the indenter shaft main body is not only small in thermal expansion coefficient but also formed of super invar excellent in workability, and therefore can be easily molded.
請求項2に記載の発明によれば、圧子軸本体の少なくとも一部は、熱膨張係数が負の材料によって形成されているため、熱膨張係数が正の材料によって形成される圧子の熱膨張を相殺することができることとなって、圧子軸の熱膨張の影響を低減することができる。 According to the second aspect of the present invention, since at least a part of the indenter shaft body is formed of a material having a negative thermal expansion coefficient, the thermal expansion of the indenter formed of a material having a positive thermal expansion coefficient is prevented. Since it can cancel, the influence of the thermal expansion of the indenter shaft can be reduced.
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、圧子軸本体の少なくとも一部は、熱膨張係数が負であるのみならず、加工性に優れ、且つ、非酸化性の六方晶窒化ホウ素によって形成されているため、容易に成型することができ、且つ、耐久性が高い。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、圧子軸本体の少なくとも一部は、熱膨張係数が負であるのみならず、加工性に優れ、且つ、耐食性が高いチタン酸アルミによって形成されているため、容易に成型することができ、且つ、耐久性が高い。
According to the invention described in claim 4 , it is needless to say that the same effect as that of the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、請求項1〜4の何れか一項に記載の圧子軸を備えているため、試料の材料特性に対する、圧子軸の熱膨張の影響を低減することができる。
According to the invention described in claim 5 , since the indenter shaft according to any one of
請求項6に記載の発明によれば、請求項5に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、圧子軸が加熱又は冷却され易い状況下(すなわち、従来の圧子軸であれば熱膨張又は熱収縮し易い状況下)で、試料の材料特性を評価するための測定が行われる場合もあるため、本発明の効果をより発揮することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the same effect as that of the fifth aspect of the invention can be obtained. Under the circumstances where the indenter shaft is easily heated or cooled (that is, the conventional indenter shaft). In such a case, measurement for evaluating the material properties of the sample may be performed in a situation where thermal expansion or thermal contraction is likely to occur, so that the effect of the present invention can be further exhibited.
以下、図を参照して、本発明にかかる材料試験機の最良の形態を詳細に説明する。なお、発明の範囲は、図示例に限定されない。
本実施の形態では、材料試験機として硬さ試験機を例示して説明することとする。
Hereinafter, the best mode of a material testing machine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The scope of the invention is not limited to the illustrated example.
In the present embodiment, a hardness tester will be described as an example of the material tester.
硬さ試験機1は、例えば、圧子軸2の圧子21を試料S表面に押込んでくぼみを形成させ、該くぼみに基づいて試料Sの所定の材料特性を評価する。
具体的には、硬さ試験機1は、例えば、図1に示すように、試料Sを載置する試料台11と、試料台11に載置された試料S近傍の温度を検出する温度検出手段としての温度検出部12と、試料台11を加熱又は冷却する加熱冷却部13と、温度検出部12により検出された温度に基づいて加熱冷却部13を制御して、試料台11の温度を制御する制御手段としての制御部14と、試料Sにくぼみを形成させる圧子軸2と、圧子軸2に所定の試験力を負荷する荷重負荷機構部3と、圧子軸2によるくぼみ形成時に、圧子軸2の押込み深さを測定する変位計4と、荷重負荷機構部3や変位計4などを制御したり或いは荷重負荷機構部3や変位計4などにより得られたデータを処理する制御処理部7と、などを備えて構成される。
For example, the
Specifically, for example, as shown in FIG. 1, the
試料台11は、例えば、圧子軸2の下方に配されており、温度検出部12や加熱冷却部13などを備えている。
温度検出部12は、例えば、制御部14から入力される制御信号に従って、試料台11に載置された試料S近傍の温度を検出し、該検出した温度に関するデータを制御部14に出力する。
加熱冷却部13は、例えば、制御部14から入力される制御信号に従って、試料台11を加熱又は冷却する。
The
For example, the
For example, the heating /
制御部14は、例えば、温度検出部12に所定の制御信号を入力することによって、試料S近傍の温度を検出させるとともに、温度検出部12から出力された温度に関するデータに基づいて加熱冷却部13に所定の制御信号を入力することによって、試料台11を加熱又は冷却させる。
For example, the
圧子軸2は、例えば、図2に示すように、試料Sにくぼみを形成させる圧子21と、先端部に圧子21が取り付けられた圧子軸本体22と、により構成されている。
For example, as shown in FIG. 2, the
圧子21は、例えば、ダイヤモンドやサファイアによって形成されている。
なお、圧子21を形成する材料は、ダイヤモンドやサファイアの限りでなく、圧子として好適な材料であり、且つ、ダイヤモンドやサファイアと同程度又はそれよりも熱膨張係数の絶対値が小さい材料であれば任意である。
The
The material forming the
圧子軸本体22は、例えば、負荷試験用の部品として好適な材料であり、且つ、ステンレス鋼(例えば、SUS304(熱膨張係数:17.3×10-6/℃))よりも熱膨張係数の絶対値が小さい材料によって形成されている。
具体的には、圧子軸本体22は、例えば、スーパーインバー(三菱マテリアル(株)製[MA-S-INVER]、熱膨張係数:0〜1.5×10-6/℃)、アルミナ(住金セラミックス・アンド・クオーツ(株)製[AF999]、熱膨張係数:7.1×10-6/℃)、窒化アルミ(住金セラミックス・アンド・クオーツ(株)製[ALN94]、熱膨張係数:4.4×10-6/℃)、合成石英(旭硝子(株)製、熱膨張係数:0.6×10-6/℃)などによって形成されている。
The
Specifically, the indenter shaft
荷重負荷機構部3は、例えば、駆動源(図示省略)として、圧電素子やフォースコイル等を備えている。
具体的には、荷重負荷機構部3は、例えば、制御処理部7から入力される制御信号に従って、駆動源(図示省略)により所定の試験力を発生し、該発生した所定の試験力を圧子軸2(圧子軸本体22)に負荷することによって、圧子軸2(圧子21)に試料Sに対して所定の荷重を負荷させるとともに、該発生した所定の試験力に関するデータを制御処理部7に出力する。
The load
Specifically, the load
変位計4は、例えば、制御処理部7から入力される制御信号に従って、荷重負荷機構部3により圧子軸2に所定の試験力が負荷された際における、圧子軸2の試料Sに対する押込み深さを測定し、該測定した押込み深さに関するデータを制御処理部7に出力する。
具体的には、変位計4は、例えば、圧子軸2における変位検出基準の変位を検出することによって、圧子軸2の試料Sに対する押し込み深さを測定する。
The displacement meter 4 is, for example, the indentation depth of the
Specifically, the displacement meter 4 measures the indentation depth of the
制御処理部7は、例えば、荷重負荷機構部3や変位計4に所定の制御信号を入力することによって、圧子軸2の押込み深さを測定させる。そして、該測定の間、制御処理部7には、例えば、荷重負荷機構部3から試験力に関するデータが、変位計4からは押込み深さに関するデータが、互いに同期付けられて随時出力される。そして、制御処理部7は、該出力された試験力に関するデータと押込み深さに関するデータとから、試料Sの硬さ等の物性値を算出することによって、試料Sの所定の材料特性を評価する。
The
以上説明した本発明の硬さ試験機1によれば、圧子軸本体22が、従来から圧子軸本体として用いられているステンレス鋼よりも熱膨張係数の絶対値が小さい材料(スーパーインバー、アルミナ、窒化アルミ、合成石英など)によって形成されているため、従来と比較して、圧子軸2が熱膨張(又は熱収縮)し難くなって、試料Sの材料特性の評価に対する、圧子軸2の熱膨張の影響を低減することができる。
According to the
そして、例えば、圧子軸本体22をスーパーインバーによって形成した場合は、スーパーインバーは、熱膨張係数が小さいのみならず、加工性に優れているため、容易に成型することができる圧子軸本体22となる。
For example, when the indenter shaft
また、例えば、圧子軸本体22をアルミナによって形成した場合は、アルミナは、熱膨張係数が小さいのみならず、剛性が高く、且つ、価格が低いため、高負荷試験用の部品に適しており、且つ、コスト面での負担を軽減することができる圧子軸本体22となる。
For example, when the
また、例えば、圧子軸本体22を窒化アルミによって形成した場合は、窒化アルミは、熱膨張係数が小さいのみならず、剛性が高いため、高負荷試験用の部品に適した圧子軸本体22となる。
For example, when the
また、例えば、圧子軸本体22を合成石英によって形成した場合は、合成石英は、熱膨張係数がより一層小さいため、従来と比較して、より一層、圧子軸2が熱膨張し難くなって、より一層、圧子軸2の熱膨張の影響を低減することができる圧子軸本体22となる。
Further, for example, when the
そして、硬さ試験機1は、加熱冷却部13等を備えているため、圧子軸2が加熱又は冷却され易い状況下(すなわち、従来の圧子軸であれば熱膨張又は熱収縮し易い状況下)で、試料Sの材料特性を評価するための測定が行われる場合もあるため、本発明の効果をより発揮することができる。
Since the
[変形例]
次に、圧子軸2の変形例(圧子軸2a)について説明する。
[Modification]
Next, a modification of the indenter shaft 2 (
圧子軸2aは、例えば、図3に示すように、試料Sにくぼみを形成させる圧子21aと、先端部に圧子21aが取り付けられた圧子軸本体22aと、により構成されている。
For example, as shown in FIG. 3, the
圧子21aは、例えば、熱膨張係数が正の材料によって形成されている。
具体的には、圧子21aは、例えば、ダイヤモンドやサファイアによって形成されている。
なお、圧子21aを形成する材料は、ダイヤモンドやサファイアの限りでなく、圧子として好適な材料であり、且つ、ダイヤモンドやサファイアと同程度又はそれよりも熱膨張係数の絶対値が小さい材料であれば任意である。
The
Specifically, the
The material for forming the
圧子軸本体22aは、例えば、その少なくとも一部が、熱膨張係数が負の材料によって形成されている。すなわち、圧子軸本体22aは、例えば、図3(a)に示すように、負荷試験用の部品として好適な材料であり、且つ、熱膨張係数が負の材料によって形成される第1圧子軸本体22a1のみにより構成されるか、或いは、例えば、図3(b)に示すように、第1圧子軸本体22a1と、負荷試験用の部品として好適な材料であり、且つ、ステンレス鋼よりも熱膨張係数の絶対値が小さい材料によって形成される第2圧子軸本体22a2と、により構成されている。
具体的には、第1圧子軸本体22a1は、例えば、六方晶窒化ホウ素、チタン酸アルミなどによって形成されている。
また、第2圧子軸本体22a2は、例えば、スーパーインバー、アルミナ、窒化アルミ、合成石英などによって形成されている。
For example, at least a part of the indenter shaft
Specifically, the first indenter shaft body 22a1 is made of, for example, hexagonal boron nitride, aluminum titanate, or the like.
The second indenter shaft main body 22a2 is formed of, for example, super invar, alumina, aluminum nitride, synthetic quartz, or the like.
例えば、圧子軸2aの先端から変位検出基準までの押込み方向の長さをLとし、圧子21aの押込み方向の長さをL1とし、第1圧子軸本体22a1の押込み方向の長さをL2とすると、L1及びL2は、L1とL2との和がL以下となるとともに、圧子21aを形成する材料(ダイヤモンド(熱膨張係数:0.8×10-6/℃))の熱膨張係数とL1との積と、第1圧子軸本体22a1を形成する材料の熱膨張係数とL2との積と、の和がゼロとなるように設定される。
L1とL2との和がLと同一の場合は、圧子軸本体22aは、例えば、図3(a)に示すように、第1圧子軸本体22a1のみにより構成される。
一方、L1とL2との和がLよりも小さくなる場合は、その差を補うために、第2圧子軸本体22a2(長さL3)を追加して、圧子軸本体22aを、例えば、図3(b)に示すように、第1圧子軸本体22a1と第2圧子軸本体22a2とにより構成する。
すなわち、圧子軸本体22aが、第1圧子軸本体22a1のみにより構成されるか、或いは、第1圧子軸本体22a1と第2圧子軸本体22a2とにより構成されるかは、Lと、L1と、第1圧子軸本体22a1を形成する材料の熱膨張係数と、によって決まる。
For example, if the length in the pushing direction from the tip of the
When the sum of L1 and L2 is the same as L, the indenter shaft
On the other hand, when the sum of L1 and L2 is smaller than L, in order to compensate for the difference, the second indenter shaft body 22a2 (length L3) is added, and the
That is, whether the indenter shaft
より具体的には、例えば、圧子21(圧子軸2)温度が一様であると仮定し、Lを7.5mmとし、L1を1.5mmとし、第1圧子軸本体22a1を六方晶窒化ホウ素(三井鉱山マテリアル(株)製、熱膨張係数:−0.2×10-6/℃)で形成する場合、L2は6.0mmとなり、L1とL2との和(7.5mm)がLと同一になる。したがって、この場合、圧子軸本体22aは、第1圧子軸本体22a1のみにより構成されることになる。
一方、例えば、圧子21(圧子軸2)温度が一様であると仮定し、Lを7.5mmとし、L1を2.0mmとし、第1圧子軸本体22a1をチタン酸アルミ(旭硝子セラミック(株)製、熱膨張係数:−0.5×10-6/℃)で形成する場合、L2は3.2mmとなり、L1とL2との和(5.2mm)がLよりも小さくなるため、その差(2.3mm)を補うために、押込み方向の長さが2.3mmの第2圧子軸本体22a2を追加する。したがって、この場合、圧子軸本体22aは、第1圧子軸本体22a1と第2圧子軸本体22a2とにより構成されることになる。
More specifically, for example, assuming that the temperature of the indenter 21 (indenter shaft 2) is uniform, L is 7.5 mm, L1 is 1.5 mm, and the first indenter shaft body 22a1 is hexagonal boron nitride (Mitsui). L2 is 6.0 mm, and the sum of L1 and L2 (7.5 mm) is the same as L when formed with Mine Material Co., Ltd. (thermal expansion coefficient: −0.2 × 10 −6 / ° C.). Therefore, in this case, the indenter shaft
On the other hand, for example, assuming that the temperature of the indenter 21 (indenter shaft 2) is uniform, L is 7.5 mm, L1 is 2.0 mm, and the first indenter shaft body 22a1 is made of aluminum titanate (Asahi Glass Ceramic Co., Ltd.). , Thermal expansion coefficient: -0.5 × 10 −6 / ° C.) L2 is 3.2 mm, and the sum of L1 and L2 (5.2 mm) is smaller than L, so the difference (2.3 mm) is In order to compensate, a second indenter shaft body 22a2 having a length in the pushing direction of 2.3 mm is added. Therefore, in this case, the indenter shaft
以上説明した変形例によれば、圧子軸本体22aの少なくとも一部(第1圧子軸本体22a1)は、熱膨張係数が負の材料(六方晶窒化ホウ素、チタン酸アルミなど)によって形成されているため、熱膨張係数が正の材料(ダイヤモンドやサファイア)によって形成される圧子21aの熱膨張を相殺することができることとなって、試料の材料特性の評価に対する、圧子軸2aの熱膨張の影響を低減することができる。
According to the modification described above, at least a part of the indenter shaft
また、第1圧子軸本体22a1を六方晶窒化ホウ素によって形成した場合は、六方晶窒化ホウ素は、熱膨張係数が負であるのみならず、加工性に優れ、且つ、非酸化性であるため、容易に形成することができ、且つ、耐久性の高い第1圧子軸本体22a1となる。 When the first indenter shaft body 22a1 is formed of hexagonal boron nitride, the hexagonal boron nitride not only has a negative thermal expansion coefficient, but also has excellent workability and is non-oxidizing. The first indenter shaft body 22a1 can be easily formed and has high durability.
また、第1圧子軸本体22a1をチタン酸アルミによって形成した場合は、チタン酸アルミは、熱膨張係数が負であるのみならず、加工性に優れ、且つ、耐食性が高いため、容易に成型することができ、且つ、耐久性の高い第1圧子軸本体22a1となる。 Further, when the first indenter shaft main body 22a1 is formed of aluminum titanate, the aluminum titanate not only has a negative thermal expansion coefficient, but also has excellent workability and high corrosion resistance, so that it is easily molded. Thus, the first indenter shaft main body 22a1 having high durability can be obtained.
なお、本発明は、上記した実施の形態のものに限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、変形例において、L1及びL2を、圧子軸2aの熱膨張(又は熱収縮)のみを考慮して設定するようにしたが、例えば、圧子軸2a周辺部品の熱膨張(又は熱収縮)を考慮して設定するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist thereof.
For example, in the modification, L1 and L2 are set considering only the thermal expansion (or thermal contraction) of the
また、例えば、変形例において、圧子21aを熱膨張係数が正の材料によって形成し、第1圧子軸本体22a1を熱膨張係数が負の材料によって形成し、第2圧子軸本体22a2を熱膨張係数の絶対値が小さい材料によって形成するとしたが、圧子21a、第1圧子軸本体22a1及び第2圧子軸本体22a2を形成する材料は、この限りではない。すなわち、第2圧子軸本体22a2の押込み方向の長さをL3とした場合に、L1とL2とL3との和がLと同一になるとともに、圧子21aを形成する材料の熱膨張係数とL1との積と、第1圧子軸本体22a1を形成する材料の熱膨張係数とL2との積と、第2圧子軸本体22a2を形成する材料の熱膨張係数とL3との積と、の和がゼロになり、且つ、負荷試験用の部品として好適な材料であれば、圧子21a、第1圧子軸本体22a1及び第2圧子軸本体22a2を形成する材料は任意である。
For example, in a modification, the
硬さ試験機1の構成は、本実施の形態の限りでなく、例えば、一方の端部に圧子軸を有し、もう一方の端部に電磁力を発生させるフォースコイルを有する荷重レバーを備えて構成される硬さ試験機等であってもよい。
The configuration of the
1 硬さ試験機(材料試験機)
2,2a 圧子軸
21,21a 圧子
22,22a 圧子軸本体
11 試料台
12 温度検出部(温度検出手段)
13 加熱冷却部
14 制御部(制御手段)
S 試料
1 Hardness testing machine (material testing machine)
2,
13 Heating / cooling
S sample
Claims (6)
前記圧子軸本体は、ステンレス鋼よりも熱膨張係数の絶対値が小さいスーパーインバーによって形成されていることを特徴とする圧子軸。 In the indenter shaft in which the indenter is provided at the tip of the indenter shaft body,
2. The indenter shaft according to claim 1, wherein the indenter shaft body is formed of super invar having a smaller thermal expansion coefficient than stainless steel.
前記圧子軸本体は、熱膨張係数が負の材料によって形成されている第1圧子軸本体と、熱膨張係数が正の材料によって形成されている第2圧子軸本体とにより構成され、
前記圧子の押込み方向の長さと、前記第1圧子軸本体の押込み方向の長さと、前記第2圧子軸本体の押込み方向の長さとの和が、前記圧子の先端から変位検出基準までの押込み方向の長さと同一となるように設定されていることを特徴とする圧子軸。 In the indenter shaft provided with an indenter formed of a material having a positive coefficient of thermal expansion at the tip of the indenter shaft body,
The indenter shaft body includes a first indenter shaft body formed of a material having a negative thermal expansion coefficient, and a second indenter shaft body formed of a material having a positive thermal expansion coefficient,
The sum of the length in the pushing direction of the indenter, the length in the pushing direction of the first indenter shaft body, and the length in the pushing direction of the second indenter shaft body is the pushing direction from the tip of the indenter to the displacement detection reference. An indenter shaft characterized by being set to be equal to the length of
前記熱膨張係数が負の材料は、六方晶窒化ホウ素であることを特徴とする圧子軸。 The indenter shaft according to claim 2 ,
The indenter shaft, wherein the material having a negative coefficient of thermal expansion is hexagonal boron nitride.
前記熱膨張係数が負の材料は、チタン酸アルミであることを特徴とする圧子軸。 The indenter shaft according to claim 2 ,
The indenter shaft, wherein the material having a negative coefficient of thermal expansion is aluminum titanate.
前記試料を載置する試料台と、
前記試料台を加熱又は冷却する加熱冷却部と、
前記試料台に載置された試料近傍の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記加熱冷却部を制御して、前記試料台の温度を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする材料試験機。 The material testing machine according to claim 5 ,
A sample stage on which the sample is placed;
A heating / cooling section for heating or cooling the sample stage;
Temperature detecting means for detecting the temperature in the vicinity of the sample placed on the sample stage;
Control means for controlling the heating and cooling unit based on the temperature detected by the temperature detection means to control the temperature of the sample stage;
A material testing machine comprising:
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