JPH0231128A - 薄膜用引っ張り試験機 - Google Patents
薄膜用引っ張り試験機Info
- Publication number
- JPH0231128A JPH0231128A JP18222088A JP18222088A JPH0231128A JP H0231128 A JPH0231128 A JP H0231128A JP 18222088 A JP18222088 A JP 18222088A JP 18222088 A JP18222088 A JP 18222088A JP H0231128 A JPH0231128 A JP H0231128A
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- JP
- Japan
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- tensile
- sample
- crack
- measured
- membrane
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- Pending
Links
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Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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）
本発明は薄膜の引っ張り特性または繰り返し引っ張りに
よる疲労特性を測定する薄膜用引っ張り試験機に関する
。
よる疲労特性を測定する薄膜用引っ張り試験機に関する
。
（従来技術とその問題点）
材料の引っ張りによる弾性係数、降伏点、降伏伸び、引
っ張り強さおよび伸度あるいは疲労強度を評価するため
に引っ張り応力−歪曲線を測定する装置が知られている
。
っ張り強さおよび伸度あるいは疲労強度を評価するため
に引っ張り応力−歪曲線を測定する装置が知られている
。
例えばＡＳＴＭ１Ｄ８３８−５８やＪＩＳ Ｋ６９１
１−１８９２で定める引っ張り試験および引っ張り試験
機は上記の目的によく用いられているが、バルク材ある
いはフィルムを対象にしていることから基板の上に薄膜
が被膜された材料の引っ張り特性や疲労特性を評価する
ことは困難であった。例えば上記の試験機によりプラス
チック基板上に金属薄膜を被膜した試料を測定した場合
、金属薄膜が破断しても試料自体は破断しないため引っ
張り特性や疲労特性を測定できない。
１−１８９２で定める引っ張り試験および引っ張り試験
機は上記の目的によく用いられているが、バルク材ある
いはフィルムを対象にしていることから基板の上に薄膜
が被膜された材料の引っ張り特性や疲労特性を評価する
ことは困難であった。例えば上記の試験機によりプラス
チック基板上に金属薄膜を被膜した試料を測定した場合
、金属薄膜が破断しても試料自体は破断しないため引っ
張り特性や疲労特性を測定できない。
本発明の目的は、薄膜試料の引っ張り特性や疲労特性を
、高精度でしかも連続的に測定できる薄膜用引っ張り試
験機を提供することにある。
、高精度でしかも連続的に測定できる薄膜用引っ張り試
験機を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の薄膜用引っ張り試験機は、薄膜を被覆した試料
の片側にクランプを介して引っ張り駆動源を接続し、他
の端面に同じくクランプを介して力変換器を取り付け、
引っ張りにおける伸び遣を変位計で測定すると同時に引
っ張り応力−ひすみ曲線と同時に測定すると同時に、試
料をはさんで配置した発光素子と受光素子を用いて薄膜
のクラックを光学的に検出することにより引っ張り特性
や疲労特性を測定出来る。
の片側にクランプを介して引っ張り駆動源を接続し、他
の端面に同じくクランプを介して力変換器を取り付け、
引っ張りにおける伸び遣を変位計で測定すると同時に引
っ張り応力−ひすみ曲線と同時に測定すると同時に、試
料をはさんで配置した発光素子と受光素子を用いて薄膜
のクラックを光学的に検出することにより引っ張り特性
や疲労特性を測定出来る。
（実施例）
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の薄膜用引っ張り試験機の一実施例を示
す図で、基板上に薄膜を被覆した試料１の片側にクラン
プ２を介して引っ張り駆動源としてリニアアクチュエー
タ３を接続し、他の端面に同じくクランプ２を介して力
変換器としてロードセル４を取り付け、引っ張りにおけ
る伸び量を変位計の一例である光フアイバ変位計５で測
定することにより引っ張り応力−歪曲線が測定される。
す図で、基板上に薄膜を被覆した試料１の片側にクラン
プ２を介して引っ張り駆動源としてリニアアクチュエー
タ３を接続し、他の端面に同じくクランプ２を介して力
変換器としてロードセル４を取り付け、引っ張りにおけ
る伸び量を変位計の一例である光フアイバ変位計５で測
定することにより引っ張り応力−歪曲線が測定される。
また引っ張り応力−ひすみ曲線と同時に、試料をはさん
で配置した発光素子６と受光素子７を用いて薄膜のクラ
ンクを光学的に検出することにより弓っ張り特性や疲労
特性を測定出来る。すなわちクランクが生じると試料に
よって遮光されていた発光素子６の光が受光素子７に達
し、クラックが検出される。上記光フアイバ変位計は鏡
８からの反射強度の変化から変位すなわち試料の伸び量
を測定する。データ処理用コンピュータ９は光フアイバ
変位計８とロードセル４の出力をアンプ１２を通して集
め、引っ張り応力−ひすみ曲線を計算する。受光素子７
の出力も電源・アンプ１３を通してデータ処理用コンピ
ュータ９で集められ、クラック発生時の荷重や伸び量ま
たは繰り返し回数の計算を行う。データ処理用コンピュ
ータ９からは、あらかじめ設定された負荷および除荷の
指示が制御用コンピュータ１０へ伝えられ、コントロー
ラ１１を通してリニアアクチュエータ３を駆動する。駆
動のタイミングや引っ張り速度はファンクションジェネ
レータ１４を通してあらかじめデータ処理用コンピュー
タ９でプログラムされた値により決められる。
で配置した発光素子６と受光素子７を用いて薄膜のクラ
ンクを光学的に検出することにより弓っ張り特性や疲労
特性を測定出来る。すなわちクランクが生じると試料に
よって遮光されていた発光素子６の光が受光素子７に達
し、クラックが検出される。上記光フアイバ変位計は鏡
８からの反射強度の変化から変位すなわち試料の伸び量
を測定する。データ処理用コンピュータ９は光フアイバ
変位計８とロードセル４の出力をアンプ１２を通して集
め、引っ張り応力−ひすみ曲線を計算する。受光素子７
の出力も電源・アンプ１３を通してデータ処理用コンピ
ュータ９で集められ、クラック発生時の荷重や伸び量ま
たは繰り返し回数の計算を行う。データ処理用コンピュ
ータ９からは、あらかじめ設定された負荷および除荷の
指示が制御用コンピュータ１０へ伝えられ、コントロー
ラ１１を通してリニアアクチュエータ３を駆動する。駆
動のタイミングや引っ張り速度はファンクションジェネ
レータ１４を通してあらかじめデータ処理用コンピュー
タ９でプログラムされた値により決められる。
また本発明に用いられる力変換器には前述のロードセル
すなわち動歪み型荷重変換器（ストレインゲージ）以外
にも電子天秤や平衡型化学天秤、なとも用いることが出
来るが応答速度の速さや取扱の簡便さを考えるとロード
セルが最も適している。また本発明に用いられる変位計
としては差動トランスあるいは静電容量の変化、電磁誘
導（リアクタンス）の変化、磁界の変化などを利用する
変位計或は光干渉やエックス線干渉を利用した変位計あ
るいはレーザー光のドツプラー効果を利用した変位計も
使用することが出来る。また引っ張り駆動源としてリニ
アアクチュエータ以外に超音波モータや圧電アクチュエ
ータなどを用いることが出来る。クラック検出に用いる
発光素子（光源）は発光ダイオードの他にレーザなとも
使用することが出来る。また受光素子はシリコンフォト
ダイオードの他に光電子倍増管やＣＣＤなとも用いるこ
とが出来る。
すなわち動歪み型荷重変換器（ストレインゲージ）以外
にも電子天秤や平衡型化学天秤、なとも用いることが出
来るが応答速度の速さや取扱の簡便さを考えるとロード
セルが最も適している。また本発明に用いられる変位計
としては差動トランスあるいは静電容量の変化、電磁誘
導（リアクタンス）の変化、磁界の変化などを利用する
変位計或は光干渉やエックス線干渉を利用した変位計あ
るいはレーザー光のドツプラー効果を利用した変位計も
使用することが出来る。また引っ張り駆動源としてリニ
アアクチュエータ以外に超音波モータや圧電アクチュエ
ータなどを用いることが出来る。クラック検出に用いる
発光素子（光源）は発光ダイオードの他にレーザなとも
使用することが出来る。また受光素子はシリコンフォト
ダイオードの他に光電子倍増管やＣＣＤなとも用いるこ
とが出来る。
次に測定例について述べる。
まず厚さ４μｍ１５Ｘ３０ｍｍ角のポリエステルフィル
ム上にコバルトを１１００ｎ程スハノタリング法により
被覆し、この試料を図に示した薄膜用引っ張り試験機で
測定した。引っ張り荷重はＯｇから５２０ｇまで連続的
に変化させ、第２図に示す引っ張り応力−ひすみ曲線を
得た。破線はシリコンフォトダイオードの出力の変化を
示すが、降伏点付近から急激な変化がみられクラックが
生じている。
ム上にコバルトを１１００ｎ程スハノタリング法により
被覆し、この試料を図に示した薄膜用引っ張り試験機で
測定した。引っ張り荷重はＯｇから５２０ｇまで連続的
に変化させ、第２図に示す引っ張り応力−ひすみ曲線を
得た。破線はシリコンフォトダイオードの出力の変化を
示すが、降伏点付近から急激な変化がみられクラックが
生じている。
またＯｇから２００ｇの間の繰り返し引っ張り試験を行
ったところ、４１万回で疲労によるクラックが生じた。
ったところ、４１万回で疲労によるクラックが生じた。
このとき引っ張り応力−歪曲線の形は変化が認められず
、本発明の引っ張り試験機は薄膜の試料には有効である
ことが分かった。
、本発明の引っ張り試験機は薄膜の試料には有効である
ことが分かった。
（発明の効果）
以上のように本発明では薄膜の引っ張り特性、疲労特性
などの測定に非常に有効である。
などの測定に非常に有効である。
第１図は本発明の薄膜用引っ張り試験機の一実施例の構
造を示す図で、１・・・試料、２・・・クランプ、３・
・・リニアアクチュエータ、４・・・ロードセル、５・
・・光フアイバ変位計、６・・・発光素子、７・・・受
光素子、８・・・鏡、９・・・データ処理用コンピュー
タ、１０・・・制御用コンピュータ、１１・・・フント
ローラ、１２・・・アンプ、１３・・・電源・アンプ、
１４・・・ファンクションジェネレータである。 第２図は本発明の薄膜引っ張り試験機で測定した試料の
引っ張り応力−歪曲線（実線）と受光素子の出力（破線
）を示す図である。
造を示す図で、１・・・試料、２・・・クランプ、３・
・・リニアアクチュエータ、４・・・ロードセル、５・
・・光フアイバ変位計、６・・・発光素子、７・・・受
光素子、８・・・鏡、９・・・データ処理用コンピュー
タ、１０・・・制御用コンピュータ、１１・・・フント
ローラ、１２・・・アンプ、１３・・・電源・アンプ、
１４・・・ファンクションジェネレータである。 第２図は本発明の薄膜引っ張り試験機で測定した試料の
引っ張り応力−歪曲線（実線）と受光素子の出力（破線
）を示す図である。
Claims (1)
- 薄膜を被覆した試料の片側に力変換器を接続し、他の端
面に引っ張り駆動源を取り付け、引っ張りにおける伸び
量を変位計で測定する薄膜用引っ張り試験機に於て、試
料をはさんで発光素子と受光素子を配置したことを特徴
とする薄膜用引っ張り試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18222088A JPH0231128A (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 薄膜用引っ張り試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18222088A JPH0231128A (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 薄膜用引っ張り試験機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0231128A true JPH0231128A (ja) | 1990-02-01 |
Family
ID=16114445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18222088A Pending JPH0231128A (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 薄膜用引っ張り試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0231128A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170050317A (ko) * | 2015-10-30 | 2017-05-11 | 한국생산기술연구원 | 발광소자 구동장치 |
| CN109883839A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-06-14 | 广东工业大学 | 一种材料样品的拉伸设备和用于红外光谱分析的系统 |
| KR20210143438A (ko) * | 2020-05-20 | 2021-11-29 | (주)고고싱 | 옷감 신축성 측정 장치 |
-
1988
- 1988-07-20 JP JP18222088A patent/JPH0231128A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170050317A (ko) * | 2015-10-30 | 2017-05-11 | 한국생산기술연구원 | 발광소자 구동장치 |
| CN109883839A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-06-14 | 广东工业大学 | 一种材料样品的拉伸设备和用于红外光谱分析的系统 |
| CN109883839B (zh) * | 2019-03-28 | 2022-04-19 | 广东工业大学 | 一种材料样品的拉伸设备和用于红外光谱分析的系统 |
| KR20210143438A (ko) * | 2020-05-20 | 2021-11-29 | (주)고고싱 | 옷감 신축성 측정 장치 |
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