| 研究概要 |
10年度はナノインデンテーション試験において,周囲の環境が試験機に与える影響を調べるために光ファイバー変位計を用いた試験機の改良を試み,変位制御方式の試験機を試作した。これにより表面検出時に問題となる圧子の試料表面に対する振動が変位計のノイズレベルである0.1nmまで改善されるとともに,圧子が接触する際の動特性による試料表面損傷を抑えることができ,試験機の表面検出精度が向上した。また,この試験機を用いて以下の成果を得た。
1. 三角錐圧子が傾いて試料に押込まれた場合,圧子と試料の接触面積は拡大し,荷重変位曲線に基づいた見かけの複合弾性定数が大きく算出されることが明らかとなった。また接触面積の拡大比は三角錐圧子の稜線側に傾斜した際に最も大きくなり,これらを幾何学的に考慮した複合弾性定数の補正法についても検討した。
2. 圧子は試料に接触するまで試料表面に対して振動しており,これによる表面検出精度と試料表面損傷について種々の表面検出速度で調べ,表面検出速度が速いほど表面検出誤差の影響が大きくなることを確認した。またこれらの結果と試験機の動特性より試料表面検出誤差を推定した。
3. フレームコンプライアンスによる影響は,最大荷重が増えるほど大きくなり,荷重変位曲線より算出された複合弾性定数は減少することを示し,最大荷重60mNの試験において,約20%の減少となることを確認した。フレームコンブライアンスを推定し,補正することで複合弾性定数の算出誤差を軽減した。
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