JPH04284342A - 電子顕微鏡用試料引張装置 - Google Patents
電子顕微鏡用試料引張装置Info
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- JPH04284342A JPH04284342A JP3049606A JP4960691A JPH04284342A JP H04284342 A JPH04284342 A JP H04284342A JP 3049606 A JP3049606 A JP 3049606A JP 4960691 A JP4960691 A JP 4960691A JP H04284342 A JPH04284342 A JP H04284342A
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- Japan
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- sample
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- electron microscope
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は試料を引張ったときの状
態変化を電子顕微鏡で観察するための電子顕微鏡用試料
引張装置に関するものである。
態変化を電子顕微鏡で観察するための電子顕微鏡用試料
引張装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、試料の両端を引張り、試料の破壊
過程を電子顕微鏡で観察することが行われている。図３
はこのような従来の電子顕微鏡用試料引張装置を示すも
ので、図３（ａ）は側断面図、図３（ｂ）は平面図であ
る。
過程を電子顕微鏡で観察することが行われている。図３
はこのような従来の電子顕微鏡用試料引張装置を示すも
ので、図３（ａ）は側断面図、図３（ｂ）は平面図であ
る。
【０００３】試料ホルダー本体１にはモータ２が取付け
られ、減速機３を介してネジ棒４が回転駆動され、その
結果ネジ棒４とネジ結合している移動部材５が左右に移
動するようになっている。この移動部材５の先端には試
料固定ネジ６により試料の一端が固定され、試料の他端
は試料固定ネジ７で試料ホルダー本体１に固定されてい
る。試料８の中央部８ａは厚さ２０〜５０ｎｍの厚みに
削られ、電子線９が透過できる程度の薄さになっている
。例えば図４に示すように、幅３〜４ｍｍ、厚み０．５
〜１ｍｍの直方体からなる試料片の中央部を削って、厚
み２０〜５０ｎｍの部分８ａを形成し、両端部に固定ネ
ジを通すための貫通孔８ｂ，８ｃを開け、これを試料ホ
ルダー本体に取り付ける。そしてモータ２を駆動するこ
とにより移動部材５を図３（ａ）の右方向へ移動させ、
試料８を引張り、その時の状態変化を電子線９で観察す
ることができる。
られ、減速機３を介してネジ棒４が回転駆動され、その
結果ネジ棒４とネジ結合している移動部材５が左右に移
動するようになっている。この移動部材５の先端には試
料固定ネジ６により試料の一端が固定され、試料の他端
は試料固定ネジ７で試料ホルダー本体１に固定されてい
る。試料８の中央部８ａは厚さ２０〜５０ｎｍの厚みに
削られ、電子線９が透過できる程度の薄さになっている
。例えば図４に示すように、幅３〜４ｍｍ、厚み０．５
〜１ｍｍの直方体からなる試料片の中央部を削って、厚
み２０〜５０ｎｍの部分８ａを形成し、両端部に固定ネ
ジを通すための貫通孔８ｂ，８ｃを開け、これを試料ホ
ルダー本体に取り付ける。そしてモータ２を駆動するこ
とにより移動部材５を図３（ａ）の右方向へ移動させ、
試料８を引張り、その時の状態変化を電子線９で観察す
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電子
顕微鏡用試料引張装置は、図３で説明したように、試料
両端を引張って行っているため、引張速度の微小なコン
トロールは不可能であった。この引張速度を如何に小さ
くしても引張機構に弾性応力が働いており、途中で引張
を止めてもその応力により試料に引張力が加わった状態
が続いている。そのため、延性の大きい金属等の試料で
は引張力と均衡が保たれ、試料の引張過程での状態変化
を電子顕微鏡で観察することが可能であったが、セラミ
ックス等の延性の小さい物質の場合には力が均衡せず、
一瞬のうちに破断し、引張過程を電子顕微鏡で観察する
ことが不可能であった。例えば、試料が図４に示すよう
な形状のセラミックスである場合、薄くした中央部分８
ａの両側部分８ｄ，８ｅに厚い部分を残しておかないと
試料固定ネジで試料を固定した時に破損を生じてしまう
。一方、８ｄ，８ｅのような厚い部分が存在していると
、試料を引張る場合、最初強い力を加えないと８ａの薄
い部分に状態変化を生じさせることができず、８ｄ，８
ｅにクラックが入った瞬間には８ａの薄い部分も破損し
てしまい、クラックがはいる過程を観察することは不可
能であった。また、セラミックス等の試料は固定時に破
損し、試料保持することも極めて困難であった。
顕微鏡用試料引張装置は、図３で説明したように、試料
両端を引張って行っているため、引張速度の微小なコン
トロールは不可能であった。この引張速度を如何に小さ
くしても引張機構に弾性応力が働いており、途中で引張
を止めてもその応力により試料に引張力が加わった状態
が続いている。そのため、延性の大きい金属等の試料で
は引張力と均衡が保たれ、試料の引張過程での状態変化
を電子顕微鏡で観察することが可能であったが、セラミ
ックス等の延性の小さい物質の場合には力が均衡せず、
一瞬のうちに破断し、引張過程を電子顕微鏡で観察する
ことが不可能であった。例えば、試料が図４に示すよう
な形状のセラミックスである場合、薄くした中央部分８
ａの両側部分８ｄ，８ｅに厚い部分を残しておかないと
試料固定ネジで試料を固定した時に破損を生じてしまう
。一方、８ｄ，８ｅのような厚い部分が存在していると
、試料を引張る場合、最初強い力を加えないと８ａの薄
い部分に状態変化を生じさせることができず、８ｄ，８
ｅにクラックが入った瞬間には８ａの薄い部分も破損し
てしまい、クラックがはいる過程を観察することは不可
能であった。また、セラミックス等の試料は固定時に破
損し、試料保持することも極めて困難であった。
【０００５】本発明は上記課題を解決するためのもので
、セラミックス等の延性の小さい材料であっても、クラ
ックに至る状態変化を充分観察することができる電子顕
微鏡用の試料引張装置を提供することを目的とする。
、セラミックス等の延性の小さい材料であっても、クラ
ックに至る状態変化を充分観察することができる電子顕
微鏡用の試料引張装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子線透過観
察用に薄く形成された先端部分をフリーにした試料の根
元部分を固定するための固定手段と、試料先端部分に対
向し先端を尖らせた試料引張荷重導入部材と、試料引張
荷重導入部材または試料を移動させ、試料引張荷重導入
部材を試料先端部分に押しつけるための移動手段とを備
えたことを特徴とする。
察用に薄く形成された先端部分をフリーにした試料の根
元部分を固定するための固定手段と、試料先端部分に対
向し先端を尖らせた試料引張荷重導入部材と、試料引張
荷重導入部材または試料を移動させ、試料引張荷重導入
部材を試料先端部分に押しつけるための移動手段とを備
えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明は先端を薄くした電子顕微鏡用引張試料
を試料台の１箇所で固定して先端フリーにし、試料先端
に対向させて楔型の試料引張荷重導入板を対向させ、試
料または試料引張荷重導入板を微小移動させて、試料先
端に引張荷重導入板を食い込ませ、試料または導入板の
移動方向に対して垂直方向に引張力を生じさせることに
より、試料にゆっくりとした状態変化を生じさせて電子
顕微鏡により観察することが可能となる。
を試料台の１箇所で固定して先端フリーにし、試料先端
に対向させて楔型の試料引張荷重導入板を対向させ、試
料または試料引張荷重導入板を微小移動させて、試料先
端に引張荷重導入板を食い込ませ、試料または導入板の
移動方向に対して垂直方向に引張力を生じさせることに
より、試料にゆっくりとした状態変化を生じさせて電子
顕微鏡により観察することが可能となる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の引張装置の実施例を示す図、
図２は試料にクラックを生じさせる状態を説明するため
の図である。図中、図３と同一番号は同一内容を示して
おり、１０は試料引張荷重導入板、１１は試料、Ｃはク
ラックである。
図２は試料にクラックを生じさせる状態を説明するため
の図である。図中、図３と同一番号は同一内容を示して
おり、１０は試料引張荷重導入板、１１は試料、Ｃはク
ラックである。
【０００９】本発明における試料１１はセラミック等か
らなる延性の小さいもので、図２（ａ）に示すように、
先端部分を電子線が透過する程度に薄くした形状になっ
ており、その根元部分を固定ネジ７で試料ホルダー本体
１に固定し、薄くした先端はフリーにしておく。この先
端部分に対向して先端を尖らせた試料引張荷重導入板１
０を固定ネジ６で移動部材５の先端部分に配置する。こ
のようにして移動部材５を試料１１の方向に移動させ、
試料引張荷重導入板の先端１０ａを試料１１のフリーな
先端部分に当接させ、力Ｆ０ を加えると先端部分は薄
いため、図１（ｂ）あるいは図２（ａ）に示すように、
先端部分にはクラックＣが入る。このように先端に微小
な割れ目が入ると、図２（ｂ）に示すように、試料には
試料引張荷重導入板１０の移動方向と垂直方向に図のＦ
１ ，Ｆ２ のような引張力が発生することになる。従
来の方式では試料観察周辺部が厚いため、引張力を与え
て割れ目が入る力をＦ、割れ目が入った後破断するに必
要な力をＦ´とすると、Ｆ≫Ｆ´であるため、割れ目が
入れば直ぐに破断してしまうが、本発明では割れ目を入
れる力をｆ、割れ目が入った後破断するに必要な力をｆ
´とするとｆ≒ｆ´であるので、割れ目ができても試料
に加わる力の変化が従来方式に比して極めて小さく、釣
り合い条件が保たれるので、試料割れ目部分を電子顕微
鏡で観察することが可能である。
らなる延性の小さいもので、図２（ａ）に示すように、
先端部分を電子線が透過する程度に薄くした形状になっ
ており、その根元部分を固定ネジ７で試料ホルダー本体
１に固定し、薄くした先端はフリーにしておく。この先
端部分に対向して先端を尖らせた試料引張荷重導入板１
０を固定ネジ６で移動部材５の先端部分に配置する。こ
のようにして移動部材５を試料１１の方向に移動させ、
試料引張荷重導入板の先端１０ａを試料１１のフリーな
先端部分に当接させ、力Ｆ０ を加えると先端部分は薄
いため、図１（ｂ）あるいは図２（ａ）に示すように、
先端部分にはクラックＣが入る。このように先端に微小
な割れ目が入ると、図２（ｂ）に示すように、試料には
試料引張荷重導入板１０の移動方向と垂直方向に図のＦ
１ ，Ｆ２ のような引張力が発生することになる。従
来の方式では試料観察周辺部が厚いため、引張力を与え
て割れ目が入る力をＦ、割れ目が入った後破断するに必
要な力をＦ´とすると、Ｆ≫Ｆ´であるため、割れ目が
入れば直ぐに破断してしまうが、本発明では割れ目を入
れる力をｆ、割れ目が入った後破断するに必要な力をｆ
´とするとｆ≒ｆ´であるので、割れ目ができても試料
に加わる力の変化が従来方式に比して極めて小さく、釣
り合い条件が保たれるので、試料割れ目部分を電子顕微
鏡で観察することが可能である。
【００１０】なお、上記実施例では試料引張荷重導入板
を移動させるようにしたが、試料の方を移動させるよう
にして試料先端にクラックを生じさせるようにしてもよ
いことは言うまでもない。
を移動させるようにしたが、試料の方を移動させるよう
にして試料先端にクラックを生じさせるようにしてもよ
いことは言うまでもない。
【００１１】
【発明の効果】従来の引張装置では試料長手方向に引張
力を与えているため、延性の小さい材料を引っ張る場合
、引張荷重がつねに働いて試料に割れ目が入った時引張
荷重と試料応力のバランスが一瞬にして崩れ、試料が破
壊し、電子顕微鏡による観察は不可能であったが、本発
明では試料の引張力は薄い試料横方向に加わるため、非
常に小さく、引張荷重導入板の移動量に対する引張荷重
の変化は小さくなり、非常に緩慢な引張による変化を与
えることができ、割れ目が入った釣り合い状態を生じさ
せて、電子顕微鏡で観察することが可能である。また、
試料を試料台にセットする場合片方のみ固定し、先端フ
リーであるので先端には応力が加わらず、力の加わらな
い状態から力が加わる過渡状態を観察することができる
ので、クラックがどのような方向に向かって入っていく
か観察することができ、セラミックス等の破壊の状態を
観察することが可能となる。
力を与えているため、延性の小さい材料を引っ張る場合
、引張荷重がつねに働いて試料に割れ目が入った時引張
荷重と試料応力のバランスが一瞬にして崩れ、試料が破
壊し、電子顕微鏡による観察は不可能であったが、本発
明では試料の引張力は薄い試料横方向に加わるため、非
常に小さく、引張荷重導入板の移動量に対する引張荷重
の変化は小さくなり、非常に緩慢な引張による変化を与
えることができ、割れ目が入った釣り合い状態を生じさ
せて、電子顕微鏡で観察することが可能である。また、
試料を試料台にセットする場合片方のみ固定し、先端フ
リーであるので先端には応力が加わらず、力の加わらな
い状態から力が加わる過渡状態を観察することができる
ので、クラックがどのような方向に向かって入っていく
か観察することができ、セラミックス等の破壊の状態を
観察することが可能となる。
【図１】 本発明の引張装置の実施例を示す図である
。
。
【図２】 試料にクラックを生じさせる状態を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３】 従来の電子顕微鏡用引張装置を示す図であ
る。
る。
【図４】 従来の引張装置で使用する試料片を示す図
である。
である。
１…試料ホルダー本体、５…移動部材、７…試料固定ネ
ジ、９…電子線、１０…試料引張荷重導入板、１１…試
料。
ジ、９…電子線、１０…試料引張荷重導入板、１１…試
料。
Claims (1)
- 【請求項１】 電子線透過観察用に薄く形成された先
端部分をフリーにした試料の根元部分を固定するための
固定手段と、試料先端部分に対向し先端を尖らせた試料
引張荷重導入部材と、試料引張荷重導入部材または試料
を移動させ、試料引張荷重導入部材を試料先端部分に押
しつけるための移動手段とを備えた電子顕微鏡等の試料
引張装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3049606A JP2779075B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 電子顕微鏡用試料引張装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3049606A JP2779075B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 電子顕微鏡用試料引張装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04284342A true JPH04284342A (ja) | 1992-10-08 |
| JP2779075B2 JP2779075B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=12835896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3049606A Expired - Lifetime JP2779075B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 電子顕微鏡用試料引張装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2779075B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008191120A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-21 | Nippon Steel Corp | 引張り試験方法及び装置 |
| JP2011106883A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 透過型電子顕微鏡用引っ張り試験片の作製方法 |
| JP2013127859A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Nagoya Institute Of Technology | 被検査試料測定装置及び被検査試料測定装置の制御方法 |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP3049606A patent/JP2779075B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008191120A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-21 | Nippon Steel Corp | 引張り試験方法及び装置 |
| JP2011106883A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 透過型電子顕微鏡用引っ張り試験片の作製方法 |
| JP2013127859A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Nagoya Institute Of Technology | 被検査試料測定装置及び被検査試料測定装置の制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2779075B2 (ja) | 1998-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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