| 研究概要 |
超電導材料や超電導マグネット構造材料のトライボロジー特性を評価するには,極低温における材料間の接触を知る必要がある。そこで本年度は平成5年度に試作された極低温ビッカース硬さ計の問題点の改善を行った。主たる改良点は,1)試料室環境,2)冷却方法,3)試料移動方法の変更である。
1)試料室環境 従来の浸漬型試験機では,試料が液体ヘリウムや液体窒素などの寒剤による冷却であるため,試料表面に大気成分が凝縮する可能性が指摘されていた。そこで試料室を真空容器に取込み,試料の置かれる環境を7×10^<-3>Paの高真空とすることによって大気成分の影響を完全に除いた。
2)冷却方法 浸漬冷却式では試料を任意の温度にコントロールすることが困難であった。そこで改良型試験機ではGM型ヘリウム冷凍機によって試料ステージを直接冷却する方法を採用した。そして,試料ステージにヒータを取付け,冷凍機との操作によって温度上昇をコントロールできるように改良した。その結果,77Kまでの冷却に成功し,試験温度は±1Kにコントロール可能となった。
3)試料移動方法 従来では試料ホルダを回転することにより試料の移動を行ったが,押込み位置の自由度が制限されていた。そこで試料移動方法を2軸(XY軸)に変更し,硬さ分布が求められるように改良を行った。
改良型試験機の問題点としては,試料の冷却が77Kまでである点と圧子温度が試料温度よりも100K程度高いことが挙げられる。そこで,試料の温度を77K以下に冷却できるように装置をさらに改良すること及び圧子の冷却を十分に行うことを来年度の計画に加える予定である。
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