JPH03226646A - 粒状物の圧縮試験方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、粒径が１μ−から数ｌＯμＩの粒状物の圧縮
強度を測定するに適した粒状物の圧縮試験方法に関する
。

［従来技術］ 従来、粒径が数１０μｌからｔ００μｍ前後の粒状物の
圧縮強度を測定するには、顕微鏡とマイクロメータヘッ
トを用いて拡大した粒状物の粒径を測定するとともに、
負荷装置により加えられる負荷を負荷検出器で測定して
、圧縮荷重が急激に減少する時点における圧縮強度を測
定していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したように、従来の試験方法では圧縮荷重の急速減
少点から圧縮強度を求めるため、粒径が異なる粒子間の
強度比較を正確に行なうことができないという問題点か
あフだ。さらに、金属粒体、樹脂等の試料では、ぜい性
破壊を起こさないものもあり、この場合には圧縮強度の
評価が行なえないという問題点もあった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するために、次のような構成を
採用した。

すなわち、本発明にかかる粒状物の圧縮試験方法は、粒
状物試料の１個毎の幾何平均径ｄを測定した後、粒状物
試料（圧縮荷重Ｐを加えていき、当該圧縮荷重による試
料の圧縮塵４ｉｉｌを測定し。

圧縮変位！が幾何平均径ｄに対し所定の割合に達した時
点又は圧縮変位ｌか急増した時点の圧縮荷重ｐ又は崩壊
荷重Ｐ′を測定し、圧縮強度Ｓｓ又は崩壊強度ＳｂをＳ
　ｓ　＝２．８・ｐ／ｒｔｄ２．Ｓ　ｂ＝２８・ｐ′／
πｄ２の算出式より求めることを特徴とする。

［作用］ 粒状物試料の粒径を測定しておき、圧縮変位が粒径の所
定割合に達した時点での圧縮荷重を測定し、当該圧縮荷
重と粒径との関係式から圧縮強度を求めるので、応力学
位での圧縮強度評価を行なうことかてき、粒径か児なる
粒状物間の強度比較か可能となる。また、圧縮変位の急
増点におけるｒ＝縮荷重と粒径の関係式から崩壊強度の
評価も行なうことかてきる。

［実施例］ 第１図は本発明の試験方法に基ついて試験を行なうバー
縮試験機の構成を示す図て、この粒状物の月相試験装置
１は、枠体２内に光学的粒径測定装置３と（１４ＳＸ■
装置４か設けられており、試料台６のステージ７上に載
置された粒状物試料８に対して粒径測定および圧縮荷重
の負荷が行なわれるようになっている。試料台６は、ハ
ンドル１０により昇降可能な構造を有し、この上にＸ−
Ｙ方向、回転方向ての移動が可能で、測長用のマイクロ
メータヘッド７ａ、７ｂを有するステージ７が着脱自在
に取り付けられている。試料台６を操作して測長位置お
よび負荷位置である試験位置に試料を任意に移動させる
ことができる。

光学的粒径測定装置３は、光［１２によって照光され、
対物レンズ１３により結像される試料８の光学的画像を
テレビカメラ１５によって採取し、試料画像を画像メモ
リ１６に記憶してＣＲＴ＋８に映し出すように構成され
ている。粒径測定は、ＣＲＴ＋８に映し出された画像に
対して測定用カーソル１９を移動し、カーソル１９て挟
み込むことにより画像処理によって自動的に行なわれる
。カーソル１９の移動は、キーホード３５からの指令操
作によって行なわれる。

負荷装置４は、コイル部４ａと永久磁石４ｂからなり、
コイル部４ａには支持棹２１を介して第２図に示す形状
の加圧平面圧子２０か取り付けられている。

圧子２０には略り字状の変位検出バー２３が取り付けら
れ、該変位検出バーの先端部には、差動トランス式変位
検出器２５が設けられている。

負荷装置４のコイル部４ａは負荷電流供給装置ｉ２６に
接続されており、ＣＰＵ３０からの指令によって負荷電
流供給装置２６から流す電流の向きと大きさを変え、圧
子２０を上昇、下降させることができるとともに、圧子
によって試料に加える荷重の大きさを任意に変えること
ができる。また、圧子２０の移動量は変位検出器２５に
よって検出され、変位検出信号は、Ａ／Ｄ変換器２７を
介してＣＰＵ３０に変十〇情報として送られる。

圧子２０によって試料に加えられる荷重は、供給する電
流量として把握されており、ある荷重下での圧子の変位
を連続して測定することがてきる。

測定されたｒ＋縮荷重と変位データはＲＡＭ３］に記憶
されるとともに、ＣＰｔＪ３０て演算処理され、測定結
果かテコータ３ｈに記録される。

上記のように構成された実施例装置における圧縮試験は
次のようにして行なわれる。

アルコール等の希釈液に混入した粒状物をステージ７上
に一滴滴下し、希釈液の乾燥を待つ。

希釈液が乾燥すれば試料台６を粒径測定位置側に回転し
、試料台６を上下させながらＣＲＴＩ８による最適観察
位置を決定する。ステージをＸ−Ｙ方向に移動させてど
の粒子を試験するか選択する。

この時の画像データは画像メモリに記憶される。

ＣＲＴ］８に映し出された試料に対してキーボード３５
を操作し、カーソル１９を移動させ、試料画像をカーソ
ルで挾み込む。ＣＰＵ３０はカーソルＩ９の移動指令に
応じてカーソル間の距離を画像データから演算算出する
。カーソルを試料に対し少なくとも長径、短径の２方向
から挟み込んで粒径を数回測定し、その幾何平均径ｄを
求めて演算結果をＲＡＭ３１に記憶する。

試料の幾何平均径が求まれば、試料台６を負荷側へ回転
６動させ、試料８を圧子２０の真下に位置させる。負荷
装Ｍ４に通電し圧子２０を隣下させ、圧子２０か試料８
に接触した時点を検出し、この時の圧子２０の移動点を
零点とし、それから圧子２ｏが移動した距離を試料８の
変形ｉｌｌとして検出しながら、試料に圧縮荷重を加え
ていく。圧子２ｏが試料に接触した時点の検出は、例え
ば変位検出器２５の出力信号を微分して検出する。試料
に加えらゎる圧縮荷重および試料の圧縮変位はデータに
基づいてＣＰＵ３０で演算処理され、測定結果として得
られた圧縮荷重−圧縮変位の関係が特性曲線としてデコ
ーダ３６に記録される。

ＣＰＶ３０は変位検出器２５によって検出される圧縮変
位データを読み込みなから、圧縮変位βか粒試料の粒径
ｄの１／１０に達した時点の圧縮荷重Ｐを検出し、当該
圧縮荷重Ｐと粒径ｄの値から圧縮強度Ｓｓを算出する。

すなわち、圧縮強度Ｓｓは、圧縮荷重Ｐ、試料粒径ｄと
して１球形試験片に点ａ荷を行なってその強度を近似的
に求める璋式Ｓｓ＝２．８・Ｐ／πｄ２より１線用され
る。このよう釘して求める圧縮強度は、試料の粒径に依
存しない、応力中位ての強度として評価することかてき
る。ＣＰＵ３０でのデータ処理は、ＲＯＭ３２に書き込
まれた処理プログラムによって行なわれる。

第３図はセラミックス等のぜい性材料を試験した場合に
デコーダ３６に記録される特性曲線を示す。ぜい性材料
の場合は、圧縮荷重の増加によってぜい性破壊を起こし
、図示のように圧縮変位が急増する時点か検出される。

この時点の圧縮荷重を崩壊荷重Ｐ′として測定すれば、
応力単位での崩壊強度Ｓ　ｂ　＝　２．８・ｐ’／πｄ
２より算出される。

上記のように行なわれる粒状物の圧縮試験方法によれば
、粒状物試料が粒径の１０％前後に変位するまでの圧縮
荷重を検出し、当該圧縮荷重と粒径から求める圧縮強度
算出式によって強度を求めるのて、応力単位での圧縮強
度が求まる。従って、粒径か廣なる試料間の強度比較を
行なうことかてきる。この場合、粒径は圧縮試験によっ
て変形した後のものを測定するのが好ましい。

また、セラミックス等のぜい竹材の粒状物についても応
力単位ての崩壊強度を求めることができる。特に従来未
知であった粒径か１μ■から数十μｍの粒状物の物性値
を得ることができる。

上記実施例では、試料の圧縮変位が粒径の１０％に達し
た時点の圧縮荷重を検出して圧縮強度を求めたか、変位
割合は試料の材質に応じて適宜定めればよい。負荷装置
としては電歪素子などによる方式のものであってもよい
。

［発明の効果］ 上記説明から明らかなように、本発明にかかる粒状物の
圧縮試験方法によれば、粒状物の圧縮強度又は崩壊強度
が応力に近似した単位で求まるので、材質や粒径の異な
る試料間の強度比較を行なうことかてきるようになった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の試験方法を実施する圧縮試験装置の構
成を示す図、第２図は圧子の形状を示す図、第３図は圧
縮試験により得られる圧縮重−圧縮変位の特性を示す図
である。 １−・・圧縮試験装置　　３・・・光学的粒径測定装置
４−・負荷装置 ２５・・・変位検出器 ３０−・・ ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒状物試料の１個毎の幾何平均径ｄを測定した後
   、粒状物試料に圧縮荷重ｐを加えていき、当該圧縮荷重
   による試料の圧縮変位ｌを測定し、圧縮変位ｌが幾何平
   均径ｄに対し所定の割合に達した時点又は圧縮変位ｌが
   急増した時点の圧縮荷重ｐ又は崩壊荷重ｐ′を測定し、
   圧縮強度Ｓｓ又は崩壊強度ＳｂをＳｓ＝２．８・ｐ／π
   ｄ＾２、Ｓｂ＝２．８・ｐ′／πｄ＾２の算出式より求
   めることを特徴とする粒状物の圧縮試験方法。