JPH01445A - 被膜の密着性試験装置 - Google Patents
被膜の密着性試験装置Info
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- JPH01445A JPH01445A JP62-60765A JP6076587A JPH01445A JP H01445 A JPH01445 A JP H01445A JP 6076587 A JP6076587 A JP 6076587A JP H01445 A JPH01445 A JP H01445A
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、セラミックスコーティングを含む硬質波+
19の密着性のテストを行うのに適用される密着性試験
装置に関する。
19の密着性のテストを行うのに適用される密着性試験
装置に関する。
(従来の技術〕
CVD、PVDなどによって形成された金属やセラミッ
クス材料の硬質被膜及び塗料等の高分子材料の軟質被膜
の密着性を、スクラッチ破壊方法によって試験すること
ができる。即ち、ダイヤモンドコーン等のスクラッチツ
ールを介して被膜面に垂直な荷重を徐々に加え、同時に
被膜面を水平方向に連続的に移動させると、成る箇所で
被膜面の〒11離が住じる。この剥離が生じた時の荷重
が密着性の程度を示す臨界荷重として検出される。例え
ば、特開昭57−86741号公報には、引っかき強度
、引っかき抵抗を測定する装置が示されている。
クス材料の硬質被膜及び塗料等の高分子材料の軟質被膜
の密着性を、スクラッチ破壊方法によって試験すること
ができる。即ち、ダイヤモンドコーン等のスクラッチツ
ールを介して被膜面に垂直な荷重を徐々に加え、同時に
被膜面を水平方向に連続的に移動させると、成る箇所で
被膜面の〒11離が住じる。この剥離が生じた時の荷重
が密着性の程度を示す臨界荷重として検出される。例え
ば、特開昭57−86741号公報には、引っかき強度
、引っかき抵抗を測定する装置が示されている。
この測定装置は、水平アームの一端に引っかき用の針が
取り付けられ、水平アームの他端に歪ゲージ形の変換器
が設けられ、針を試験片に当接させた後に、水平アーム
の一端に分銅によって所定の荷重を加え、試験片がRe
された移動台が所定方向に定速度で移動される。この移
動時に生じる変換器の出力信号から、試験片の引っかき
強度。
取り付けられ、水平アームの他端に歪ゲージ形の変換器
が設けられ、針を試験片に当接させた後に、水平アーム
の一端に分銅によって所定の荷重を加え、試験片がRe
された移動台が所定方向に定速度で移動される。この移
動時に生じる変換器の出力信号から、試験片の引っかき
強度。
引っかき抵抗が測定される。また、分銅を交換すること
によって、種々の荷重が印加される。
によって、種々の荷重が印加される。
従来の密着性試験装置は、荷重をかけるために、分銅を
用い、非連続的に荷重を与えている。従って、前述のよ
うに、臨界荷重の検出を行う場合には、種々の重さの分
銅を使用して測定を繰り返す必要があり、特に臨界荷重
の分解能を高くするためには、多数の分銅を用い、何回
も測定を繰り返さねばならない煩わしさがあった。また
、従来の密着性試験装置では、被膜面に徐々に荷重をか
けるための加圧部と、センサとが全く独立した構成であ
るため、装置の大形化を招き、また、取り扱いが複雑に
なる欠点があった。
用い、非連続的に荷重を与えている。従って、前述のよ
うに、臨界荷重の検出を行う場合には、種々の重さの分
銅を使用して測定を繰り返す必要があり、特に臨界荷重
の分解能を高くするためには、多数の分銅を用い、何回
も測定を繰り返さねばならない煩わしさがあった。また
、従来の密着性試験装置では、被膜面に徐々に荷重をか
けるための加圧部と、センサとが全く独立した構成であ
るため、装置の大形化を招き、また、取り扱いが複雑に
なる欠点があった。
従って、この発明の目的は、コンパクトな構造で、取り
扱いが簡単で、また、高い分解能でもって、臨界荷重を
検出することができる被膜の密着性試験装置を提供する
ことにある。
扱いが簡単で、また、高い分解能でもって、臨界荷重を
検出することができる被膜の密着性試験装置を提供する
ことにある。
この発明では、モータ等の駆動源24により垂直方向に
変位可能とされた移動体2と、移動体2に取り付けられ
た荷重センサ4と、荷重センサ4に設けられた測定用ツ
ール5と、測定用ツール5と対向して設けられ、水平面
内の少なくとも一方向に移動可能とされた試料ステージ
6と、試料ステージ6に対して垂直方向に加わる力を緩
和するための上ド緩和装置8と、試料ステージ6上に載
置された試料7に対して測定用ツール5を当接させ、移
動体2を徐々に変位させた時の荷重センサ4の検出信号
を処理する信号処理部23とが備えられている。
変位可能とされた移動体2と、移動体2に取り付けられ
た荷重センサ4と、荷重センサ4に設けられた測定用ツ
ール5と、測定用ツール5と対向して設けられ、水平面
内の少なくとも一方向に移動可能とされた試料ステージ
6と、試料ステージ6に対して垂直方向に加わる力を緩
和するための上ド緩和装置8と、試料ステージ6上に載
置された試料7に対して測定用ツール5を当接させ、移
動体2を徐々に変位させた時の荷重センサ4の検出信号
を処理する信号処理部23とが備えられている。
荷重センサ4と測定用ツール5とが一体に駆動源24に
よって変位され、試料7に対して荷重がかけられる。荷
重をかける部分と荷重検出部とが同軸的に配置されるの
で、装置をコンパクトにできると共に、取り扱いが簡単
となる。また、試料ステージ6に対して上下緩和装置8
が設けられているので、移動体2を変位させた時に、連
続的に荷重をかけることができる。従って、多種類の分
銅を使用する必要がなく、1回の測定により、臨界荷重
を正確に検出することができる。
よって変位され、試料7に対して荷重がかけられる。荷
重をかける部分と荷重検出部とが同軸的に配置されるの
で、装置をコンパクトにできると共に、取り扱いが簡単
となる。また、試料ステージ6に対して上下緩和装置8
が設けられているので、移動体2を変位させた時に、連
続的に荷重をかけることができる。従って、多種類の分
銅を使用する必要がなく、1回の測定により、臨界荷重
を正確に検出することができる。
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第1図及び第2図は、この一実施例の機構部の構
成を示すもので、第1図において、1がケースを示し、
このケース1内には、Z(上下方向)駆動モータ及びX
駆動モータが配設されている。これらのZ駆動モータ及
びX駆動モータは、パルスモータであり、Z駆動モータ
の送りピッチは、極めて細かいものとされている。Z駆
動モータによって、アーム2が上下動される。アーム2
は、ケースlの開口3から水平方向に突出される。
する。第1図及び第2図は、この一実施例の機構部の構
成を示すもので、第1図において、1がケースを示し、
このケース1内には、Z(上下方向)駆動モータ及びX
駆動モータが配設されている。これらのZ駆動モータ及
びX駆動モータは、パルスモータであり、Z駆動モータ
の送りピッチは、極めて細かいものとされている。Z駆
動モータによって、アーム2が上下動される。アーム2
は、ケースlの開口3から水平方向に突出される。
このアーム2の先端には、第2図にも示されるように、
荷重センサ4が取り付けられ、荷重センサ4の作動部に
対してスクラッチ用のツールとしてのダイヤモンドコー
ン5が設けられている。従って、アーム2と一体に荷重
センサ4及びダイヤモンドコーン5が上下動する。ダイ
ヤモンドコーン5の下方には、ダイヤモンドコーン5と
対向する試料ステージ6が設けられ、試料ステージ6上
に試料7が固定される。試料7は、例えば金属のベース
上にセラミックスが被覆されたものである。 −荷重セ
ンサ4は、試料7の被膜の硬度に応じて交換可能とされ
ている。この荷重センサ4は、ピエゾ抵抗効果を利用し
た小型半導体センサである。
荷重センサ4が取り付けられ、荷重センサ4の作動部に
対してスクラッチ用のツールとしてのダイヤモンドコー
ン5が設けられている。従って、アーム2と一体に荷重
センサ4及びダイヤモンドコーン5が上下動する。ダイ
ヤモンドコーン5の下方には、ダイヤモンドコーン5と
対向する試料ステージ6が設けられ、試料ステージ6上
に試料7が固定される。試料7は、例えば金属のベース
上にセラミックスが被覆されたものである。 −荷重セ
ンサ4は、試料7の被膜の硬度に応じて交換可能とされ
ている。この荷重センサ4は、ピエゾ抵抗効果を利用し
た小型半導体センサである。
荷重センサ4は、ストレインゲージに比してより小型、
より高感度、より広い同波数特性を有している。従って
、CVD、PVD等で形成された薄膜被膜面の硬質の破
壊によって生じる瞬時的且つ微小な荷重の変動を正確に
検出することができる。
より高感度、より広い同波数特性を有している。従って
、CVD、PVD等で形成された薄膜被膜面の硬質の破
壊によって生じる瞬時的且つ微小な荷重の変動を正確に
検出することができる。
また、AE(アコースティック・エミッション)センサ
を使用することもできるが、AEセンサの有効性は、臨
界荷重時に起こる被膜面のAEがAEセンサの周波数特
性に等しい場合に限られる。即ち、口3界荷重時の被膜
面のAEの周波数は、材料、密着性等に依存して異なる
ために、種々の周波数特性を持ったAEセンサを必要と
する問題がある。バンド幅が広いAEセンサを用いろこ
とが考えられるが、このタイプのAEセンサは、高価と
なり、また、大型となり、更に、感度が低く、S/Nが
悪いのが普通である。
を使用することもできるが、AEセンサの有効性は、臨
界荷重時に起こる被膜面のAEがAEセンサの周波数特
性に等しい場合に限られる。即ち、口3界荷重時の被膜
面のAEの周波数は、材料、密着性等に依存して異なる
ために、種々の周波数特性を持ったAEセンサを必要と
する問題がある。バンド幅が広いAEセンサを用いろこ
とが考えられるが、このタイプのAEセンサは、高価と
なり、また、大型となり、更に、感度が低く、S/Nが
悪いのが普通である。
試料ステージ6は、上下緩和装置8を介してXYステー
ジ9上に支持されている。このXYステージ9は、試料
7の長手方向(X方向)に、X駆動モータによって自動
的に所定@(例えば5〜2Q(龍:])、定速移動され
る。一方、試料70幅方向(Y方向)に関しては、調整
ネジ10によって手動で移動される。更に、押鉗スイッ
チ11により、X方向及びZ方向に任意の量の変位を生
じさせることが可能とされている。上下緩和装置8は、
円筒状のハウジング12と、このハウジング12に摺動
自在に嵌合され、上部に試料ステージ6が固着されたス
ライダ13と、スライダ13に対して上方向への偏倚力
を与えるためのスプリング14と、係止用のリング15
とから構成されている。この係止用のリング15は、脱
着自在とされ、スプリング14の交換が可能とされてい
る。
ジ9上に支持されている。このXYステージ9は、試料
7の長手方向(X方向)に、X駆動モータによって自動
的に所定@(例えば5〜2Q(龍:])、定速移動され
る。一方、試料70幅方向(Y方向)に関しては、調整
ネジ10によって手動で移動される。更に、押鉗スイッ
チ11により、X方向及びZ方向に任意の量の変位を生
じさせることが可能とされている。上下緩和装置8は、
円筒状のハウジング12と、このハウジング12に摺動
自在に嵌合され、上部に試料ステージ6が固着されたス
ライダ13と、スライダ13に対して上方向への偏倚力
を与えるためのスプリング14と、係止用のリング15
とから構成されている。この係止用のリング15は、脱
着自在とされ、スプリング14の交換が可能とされてい
る。
この上下緩和装置8は、−例であって、スライダ13を
設けずに、スプリング以外のダンパー手段を使用しても
良い。
設けずに、スプリング以外のダンパー手段を使用しても
良い。
上下緩和装置8によって、アナログ的に変化する荷重を
ダイヤモンドコーン5を介して試料7に対して加えるこ
とができる。この発明と異なり、試料ステージ6が極め
て固い台上に置かれていると仮定すると、ZV、動モー
タによりダイヤモンドコーン5が試料7に当接した瞬間
に(ステップ的に)大きな荷重が発生し、破壊が生じた
場合に、臨界荷重を正確に検出することができない問題
が生じる。この問題を避けるために、極めて低速でダイ
ヤモンドコーン5を下方に変位させることが考えられる
が、そのための構成が複雑となり、また、測定時間が長
(なる。この発明では、上下緩和装置8が設けられてい
るので、Z駆動モータによってダイヤモンドコーン5を
徐々に下方に移動させた時に、連続的に増大する荷重を
発生することができる。
ダイヤモンドコーン5を介して試料7に対して加えるこ
とができる。この発明と異なり、試料ステージ6が極め
て固い台上に置かれていると仮定すると、ZV、動モー
タによりダイヤモンドコーン5が試料7に当接した瞬間
に(ステップ的に)大きな荷重が発生し、破壊が生じた
場合に、臨界荷重を正確に検出することができない問題
が生じる。この問題を避けるために、極めて低速でダイ
ヤモンドコーン5を下方に変位させることが考えられる
が、そのための構成が複雑となり、また、測定時間が長
(なる。この発明では、上下緩和装置8が設けられてい
るので、Z駆動モータによってダイヤモンドコーン5を
徐々に下方に移動させた時に、連続的に増大する荷重を
発生することができる。
第3図は、この一実施例のシステム全体の構成を示し、
破線で囲んで示す21が機構部、22が駆動部、23が
測定制御部である。
破線で囲んで示す21が機構部、22が駆動部、23が
測定制御部である。
機構部21は、前述のように、Z駆動モータ24によっ
て上下動される荷重センサ4及びダイヤモンドコーン5
と、試料7が載置される試料ステージ6と、上下緩和装
置8と、XYステージ9とから構成され、XYステージ
9と関連してX駆動モータ25が設けられている。Z駆
動モータ24に対する駆動信号を発生するZ駆動ドライ
バ26とX駆動モータ25に対する駆動信号を発生する
X5IK動ドライバ27とが駆動部22に設けられてい
る。
て上下動される荷重センサ4及びダイヤモンドコーン5
と、試料7が載置される試料ステージ6と、上下緩和装
置8と、XYステージ9とから構成され、XYステージ
9と関連してX駆動モータ25が設けられている。Z駆
動モータ24に対する駆動信号を発生するZ駆動ドライ
バ26とX駆動モータ25に対する駆動信号を発生する
X5IK動ドライバ27とが駆動部22に設けられてい
る。
荷重センサ4からの検出信号がセンサアンプ31を介し
てオートゼロ回路32に供給される。このオートゼロ回
路32は、荷重センサ4のドリフトをキャンセルして、
電気的零調を行う回路である。オートゼロ回路32の出
力信号が記録用信号として出力端子33に取り出される
と共に、絶対値回路34に供給される。出力端子33に
は、例えばXYレコーダが接続される。絶対値回路34
によって、荷重センサ4の検出信号が正の電気信号に変
換される。この絶対値回路34の出力信号がピークホー
ルド回路35.ピーク検出回路36及びタッチ検出回路
37に夫々供給される。
てオートゼロ回路32に供給される。このオートゼロ回
路32は、荷重センサ4のドリフトをキャンセルして、
電気的零調を行う回路である。オートゼロ回路32の出
力信号が記録用信号として出力端子33に取り出される
と共に、絶対値回路34に供給される。出力端子33に
は、例えばXYレコーダが接続される。絶対値回路34
によって、荷重センサ4の検出信号が正の電気信号に変
換される。この絶対値回路34の出力信号がピークホー
ルド回路35.ピーク検出回路36及びタッチ検出回路
37に夫々供給される。
ピークホールド回路35は、絶対値回路34の出力信号
のピーク値を検出し、ホールドする。このピークホール
ド回路35の出力信号がA/Dコンバータ38によって
ディジタル信号に変換され、コンピュータ39に供給さ
れる。ピーク検出回路36の出力信号及びタッチ検出回
路37の出力信号もコンピュータ39に供給される。コ
ンピュータ39は、例えば16ビツトパーソナルコンピ
ユータであって、一連の測定のシーケンスを制御すると
共に、臨界荷重等の測定データをCRT表示装置(図示
せず)に表示する。A/Dコンパータ39からのディジ
タルデータが測定データとしてコンビエータ39に取り
込まれる。タッチ検出回路37の出力信号からダイヤモ
ンドコーン5の先端が試料7に接触したことが検出され
、ピーク検出回路36の出力信号から試料7のスクラッ
チ破壊が検出される。
のピーク値を検出し、ホールドする。このピークホール
ド回路35の出力信号がA/Dコンバータ38によって
ディジタル信号に変換され、コンピュータ39に供給さ
れる。ピーク検出回路36の出力信号及びタッチ検出回
路37の出力信号もコンピュータ39に供給される。コ
ンピュータ39は、例えば16ビツトパーソナルコンピ
ユータであって、一連の測定のシーケンスを制御すると
共に、臨界荷重等の測定データをCRT表示装置(図示
せず)に表示する。A/Dコンパータ39からのディジ
タルデータが測定データとしてコンビエータ39に取り
込まれる。タッチ検出回路37の出力信号からダイヤモ
ンドコーン5の先端が試料7に接触したことが検出され
、ピーク検出回路36の出力信号から試料7のスクラッ
チ破壊が検出される。
コンビ1−夕39のプログラムによって、連続的に荷重
を変化させると共に、試料7を移動させるスクラッチテ
ストの他に、試料7が固定される硬度テスト又は硬質皮
膜の密着強度の分布のテスト等の種々のテストが可能と
されている。
を変化させると共に、試料7を移動させるスクラッチテ
ストの他に、試料7が固定される硬度テスト又は硬質皮
膜の密着強度の分布のテスト等の種々のテストが可能と
されている。
前述の測定制御部23の出力端子33からの記録信号に
より得られた測定結果の一例を第4図に示す。第4図は
、荷重をOから10(kg)迄に連続的に増大した結果
を示し、試料7の硬質被膜がFti懐されると、40で
示すように、荷重が瞬時的に下降する。この荷重の瞬時
的な低下がピーク検出回路36によって検出され、また
、ピークホールド回路35の出力信号から臨界荷重が求
められる。
より得られた測定結果の一例を第4図に示す。第4図は
、荷重をOから10(kg)迄に連続的に増大した結果
を示し、試料7の硬質被膜がFti懐されると、40で
示すように、荷重が瞬時的に下降する。この荷重の瞬時
的な低下がピーク検出回路36によって検出され、また
、ピークホールド回路35の出力信号から臨界荷重が求
められる。
この発明では、荷重センサと測定用ツールとが一体で上
下動されると共に、試料ステージに上下援用装置が設け
られている。従って、従来の構成とは異なり、分銅を何
種類も使用する必要がなく、連続的に変化する荷重を試
料に対して与えることができ、1回の測定で正確に臨界
荷重を検出することができ、また、測定シーケンスのプ
ログラム制御が可能となる。更に、荷重を試料にかける
ための加圧部と、センサとが一体化されるので、装置の
小形化及び取り扱いの節便化が実現できる。
下動されると共に、試料ステージに上下援用装置が設け
られている。従って、従来の構成とは異なり、分銅を何
種類も使用する必要がなく、連続的に変化する荷重を試
料に対して与えることができ、1回の測定で正確に臨界
荷重を検出することができ、また、測定シーケンスのプ
ログラム制御が可能となる。更に、荷重を試料にかける
ための加圧部と、センサとが一体化されるので、装置の
小形化及び取り扱いの節便化が実現できる。
第1図はこの発明の一実施例における機構部の外観を示
す斜視図、第2図はこの一実施例における機構部のより
詳細な斜視図、第3図はこの一実施例のシステム全体の
ブロック図、第4図はこの一実施例により得られた測定
データの一例を示すグラフである。 図面における主要な符号の説明 2:アーム、 4:荷重センサ、 5:ダイヤモンドコ
ーン、 7:試料、 6:試料ステージ、8:上下
綴和装置、 9:XYステージ。 代理人 弁理士 杉 浦 正 知 りL4[今atm凹 、−1丁テ一りn −4グ11 第4図 !、、構勝糾nt21 第2図 精成図 第3図
す斜視図、第2図はこの一実施例における機構部のより
詳細な斜視図、第3図はこの一実施例のシステム全体の
ブロック図、第4図はこの一実施例により得られた測定
データの一例を示すグラフである。 図面における主要な符号の説明 2:アーム、 4:荷重センサ、 5:ダイヤモンドコ
ーン、 7:試料、 6:試料ステージ、8:上下
綴和装置、 9:XYステージ。 代理人 弁理士 杉 浦 正 知 りL4[今atm凹 、−1丁テ一りn −4グ11 第4図 !、、構勝糾nt21 第2図 精成図 第3図
Claims (1)
- モータ等の駆動源により垂直方向に変位可能とされた移
動体と、上記移動体に取り付けられた荷重センサと、上
記荷重センサに設けられた測定用ツールと、上記測定用
ツールと対向して設けられ、水平面内の少なくとも一方
向に移動可能とされた試料ステージと、上記試料ステー
ジに対して垂直方向に加わる力を緩和するための緩和手
段と、上記試料ステージ上に載置された試料に対して上
記測定用ツールを当接させ、上記移動体を徐々に変位さ
せた時の上記荷重センサの検出信号を処理する信号処理
部とを備えたことを特徴とする被膜の密着性試験装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6076587A JPH0814531B2 (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 被膜の密着性試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6076587A JPH0814531B2 (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 被膜の密着性試験装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS64445A JPS64445A (en) | 1989-01-05 |
JPH01445A true JPH01445A (ja) | 1989-01-05 |
JPH0814531B2 JPH0814531B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=13151698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6076587A Expired - Lifetime JPH0814531B2 (ja) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | 被膜の密着性試験装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0814531B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0475952U (ja) * | 1990-11-16 | 1992-07-02 | ||
EP0567059B1 (en) * | 1992-04-24 | 1998-12-02 | Hitachi, Ltd. | Object recognition system using image processing |
CN109238674B (zh) * | 2018-09-11 | 2024-07-05 | 江苏擎弓科技股份有限公司 | 复合材料汽车板簧质检工艺用质量检测设备 |
-
1987
- 1987-03-16 JP JP6076587A patent/JPH0814531B2/ja not_active Expired - Lifetime
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