試験領域

治具作製から前段取り、規格・特殊試験にわたり、R&Dに関わる信頼性評価をワンストップで対応します。

材料試験サービス

ナノインデンテーション(超微小押し込み硬さ試験)

ナノインデンテーションを用いて微小領域の硬度や弾性率などの力学的特性を測定します。

概要

ナノインデンテーションは、基材の特性を改良するための機能性皮膜や微粒子を分散させた機能性材料(例えばPVD処理などのコーティング皮膜、複合膜など)の特性を評価します。これら機能性材料で重要となる局所的な領域や基材の中に分散する微小領域や薄膜均質層を狙っての評価ができます。対象となる材料としては、セラミックス、金属材料から高分子まで幅広い材料をカバーします。
表面からの調査に加えて、弊社では断面研磨やイオンミリング加工も合わせて対応できますので、極表面の断面層を製作して、領域の狙っての調査にも対応しています。試験環境として、温度ドリフトの影響を抑えた加熱試験(大気中、~250℃)であれば実施可能です。その他の機能として、微小領域の応力ひずみ線図が取得できます。また、将来的には、粘弾性や粘着性の評価ができるよう拡張していく予定です。

原理

ナノインデンテーションは、試料表面に特殊形状のダイヤモンド圧子を押し込み、荷重(押し込み強さ)と変位(押し込み深さ)を測定します。得られた荷重-変位曲線から、微小領域の弾性率などの力学物性を算出します。

ナノインデンテーション試験.gif

特徴

ナノインデンテーション 硬度測定

(1)微小領域や薄膜の硬度測定
ISO14577-1に準拠した試験に対応しています(5μN~2Nまでの試験が実施可能)。
マッピング測定機能により硬度分布を調査できます。
<用途>
・コーティングやメッキなど表面処理膜(膜厚:数μm~)の硬度測定
・断面試料を作製し、表面からの硬度分布を調査
・溶接スパッタや混入金属片などの硬度測定

(2)加熱ユニットでの測定
・サンプルサイズ(標準)15mm×10mm、t4mm以内
・室温~250℃まで加熱可能
・温度ドリフトの影響を抑えた高精度な加熱試験
⇒熱電対により試料表面温度をモニター
⇒測定位置付近に圧子を押し込み、温度変化による押し込み変位ドリフトを直接モニター

(3)高いデータ再現性
・温度管理機構:熱ドリフトによる測定への影響を最小化するため、シールド内を±0.1℃で温度コントロールしています。ステージをはじめ主要部品に低熱膨張材を使用し、極めて再現性の良い試験が可能です。
・高性能除振台:アクティブコントロールの高性能除振台を掲載しており、ノイズ源となる振動をキャンセルし、安定した測定が可能です。

ナノインデンテーション 拡張機能

(1)応力ひずみ線図の取得
球状圧子を使用することで、引張試験が難しい薄膜および各種試料の応力ひずみ線図を取得することができます。
※バルク材の材料試験結果と特性と相関あり

(2)破壊靭性試験
IF法(圧子圧入法)による破壊靭性試験に対応します。
より低荷重で試験できるため、微小領域や薄膜の破壊靭性評価が可能です。
環境試験で劣化の程度を変えながらの評価が可能です。例えば、紫外線による樹脂の劣化の評価が可能です。

(3)粘弾性特性や粘着性の評価
特殊圧子・専用ソフトウェアなどを揃え、粘弾性や粘着性の評価に対応していく予定です。
例:温度、荷重、周波数を振り、粘弾性挙動を調査する
※各種文献にて報告事例あり

技術事例

薄膜の硬度・弾性率測定

連続剛性試験

応力ひずみ線図の取得

高温条件下での硬度測定

吸着力試験

設備ラインナップ

  • ELIONIX製

    ENT-NEXUS

    高荷重ユニット
    ●荷重範囲:5μN~2N
    ●荷重負荷方式:電磁方式
    ●荷重分解能:5nN
    ●計測範囲:0~100μm
    ●計測分解能:0.3pm
    ●試料寸法:
     φ40mm(□30mm)×t10mm以下
    ●加熱ユニット:室温~250℃
    ●加熱ユニット使用時試料寸法:
     10×15×t4mm以下
    ●所有事業所:本社
    ●所有台数:1台

Q&A

Q.データはどのような形式でいただけますか?

A.基本は弊社フォーマットにて報告書を作成しますが、ご希望があれば貴社フォーマットでのデータの提出も可能です。

Q.測定を依頼する際に必要な情報はありますか?

A.目的、試料サイズ、材質、試料切断の可否、熱処理や表面処理の有無、測定点数、測定荷重、ご希望納期、測定時の注意事項等の事前情報があればスムーズに対応可能となります。
※薄膜の硬度試験をご希望の場合は膜厚をご連絡ください。

Q.試料を準備するうえで注意することはありますか?

A.表面の面粗さに注意が必要です。表面が粗い場合や不規則な凹凸がある場合には、誤差が大きくなり正確なデータをお出しできません。また、試料の上面下面が平行かつ平面である必要があります。弊社では試料調整(切断・樹脂包埋・研磨等)による測定面の平滑化を行うことができます。

Q.どのようなデータが得られるのでしょうか?

A.測定結果から押し込み硬さと弾性率を、換算値としてビッカース硬さをデータとしてお出ししています。

評価業務にお困り事はございませんか?

JTLはお客様の頼れるパートナーとして、
シチュエーションに応じた迅速丁寧な対応を心がけております。
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