浸透媒体検出によるファイン焼結微細クラック自動検出法の研究

• Project/Area Number: 06650457
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 計測・制御工学
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 秋山 伸幸 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (90251850)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 1994: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: ファイン焼結体 / クラック検出 / 浸透媒体 / 媒体検出 / 溶媒検出 / FID

Research Abstract

磁性体や電子部品に使用しているファイン燃結体には、複雑な形状を有したり、表面粗さが粗いものがあり、微細クラックの検出が困難である。本研究では被検体を一度溶媒に浸し、クラック内に浸透した溶媒を検出する技術を開発した。溶媒には各種の炭素化合物の中から検出感度、安全性を考慮してエタノールを選定した。
エタノールの検出には、検出感度の高いFID(Flame Ionization Detector)を使用した。被検体をエタノールに浸し、取り出した後20秒間自然乾燥し、被検体表面に沿って直径10mmのプローブを0.1mmの間隙をもって走査する。
ブローブの後方に真空ポンプとFIDを設け、プローブ先端から吸入りた被検体表面の空気をFIDに送ると、ここでこの空気中に含まれる微量のエタノール(10^<-10>グラム/s以上)を検出する。被検体がファイン燃結体の場合には、焼結体自体にもエタノールが浸透するため、クラック部分と表面から出るエタノールが共に検出される。そのため表面から出るエタノール以上の量を放出するクラックが検出可能である。また検出速度を向上させるためには、FIDに送る流量を増す必要がある。
本研究では最適条件を検討した結果4ml/sの空気送入を可能にした。被検体にフェライト焼結体を用いて、表面クラックの検出実験を行った結果、プローブの送り速度30mm/s、最小検出クラック幅2〜3μmを実現した。なおクラックは目視観察が困難であるので、本FIDで検出した後、被検体の表面を研磨し、顕微鏡で拡大して幅を測定した。今後は検出用プローブの改良と、検出応答速度の向上を図り、本検出方式の実用化を図る予定である。