JP4909139B2 - Hardness testing machine - Google Patents
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Description
本発明は、硬さ試験機に関する。 The present invention relates to a hardness tester.
従来から、圧子によって、試料表面に荷重を負荷し、くぼみを形成することに基づいて、試料の硬さを評価、測定する硬さ試験機が使用されており、硬さを評価、測定するに際して、ユーザは、経験的若しくは計算によって、試験条件(試験力)を導いて決定する必要がある。 Conventionally, a hardness tester that evaluates and measures the hardness of a sample based on applying a load to the surface of the sample by an indenter and forming a dent is used. The user must derive and determine the test conditions (test force) empirically or by calculation.
そして、例えば、基材の表面に形成された薄膜に圧子を押し込み、その押し込み深さから薄膜の硬度と弾性率を測定するに際して、圧子の押し込み深さを薄膜の膜厚に対して2〜50%の範囲内に規定して薄膜の硬度と弾性率を測定することを特徴とする薄膜の硬度又は弾性率測定方法が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来技術の場合、圧子の押し込み深さを薄膜の膜厚に対して2〜50%の範囲内に設定するために、ユーザは、試料の厚さの情報から、かかる試験条件を経験的若しくは計算によって導く必要があり、煩雑な作業であった。特に、硬さ試験に対する理解の乏しいユーザにおいては、かかる試験条件を導くことは困難な作業であった。 However, in the case of the above prior art, in order to set the indentation depth within the range of 2 to 50% with respect to the film thickness of the thin film, the user experiences such test conditions from information on the thickness of the sample. It was necessary to be guided by calculation or calculation. In particular, it is difficult for a user who has a poor understanding of the hardness test to derive such a test condition.
本発明の課題は、効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる硬さ試験機を提供することにある。 The subject of this invention is providing the hardness tester which can set a test condition efficiently and can perform suitable hardness measurement.
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
試料の表面に圧子を押し込むことにより形成されたくぼみの大きさに基づいて硬さを測定する硬さ試験機において、
前記試料の厚さ情報を入力する試料厚さ情報入力手段と、
前記試料厚さ情報入力手段により入力された前記試料の厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定する押し込み深さ設定手段と、
前記圧子に試験力を付与する試験力付与手段と、
前記試験力付与手段により付与された試験力によるくぼみ形成時に、前記圧子が前記試料の表面に押し込まれた押し込み深さを計測する押し込み深さ計測手段と、
前記試験力付与手段に、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させる制御手段と、
試料を識別する識別情報と、当該試料に適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報と、を対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された一の識別情報を選択する選択手段と、を備え、
前記押し込み深さ設定手段は、前記試料厚さ情報入力手段により入力された試料の厚さ情報と、前記選択手段により選択された一の識別情報に対応付けられた試験条件情報に基づいて、押し込み深さ、及び最大試験力を設定し、
前記制御手段は、前記試験力付与手段に、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させ、前記試験力付与手段により付与される試験力が、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達する前に前記押し込み深さ設定手段により設定された最大試験力に到達した場合、前記試験力付与手段による前記圧子への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in
In a hardness tester that measures hardness based on the size of a depression formed by pushing an indenter into the surface of a sample,
Sample thickness information input means for inputting the thickness information of the sample;
An indentation depth setting means for setting an indentation depth based on the thickness information of the sample input by the sample thickness information input means;
A test force applying means for applying a test force to the indenter;
An indentation depth measuring means for measuring an indentation depth when the indenter is indented into the surface of the sample at the time of forming a recess by the test force applied by the test force applying means;
Control means for applying a test force to the test force applying means until the indentation depth set by the indentation depth setting means is reached;
Storage means for storing the identification information for identifying the sample and the test condition information for setting the indentation depth and the maximum test force suitable for the sample in association with each other;
Selecting means for selecting one piece of identification information stored in the storage means,
The push-in depth setting means pushes in based on the sample thickness information input by the sample thickness information input means and the test condition information associated with the one identification information selected by the selection means. Set the depth and maximum test force,
The control means causes the test force applying means to apply a test force until reaching the indentation depth set by the indentation depth setting means, and the test force applied by the test force applying means is applied to the indentation. When the maximum test force set by the indentation depth setting means is reached before the indentation depth set by the depth setting means is reached, the test force is applied to the indenter by the test force application means. It stops when it reaches the maximum test force .
請求項2に記載の発明は、
請求項1に記載の硬さ試験機において、
前記試料は、母材の表面に形成された薄膜であることを特徴とする。
The invention described in
The hardness tester according to
The sample is a thin film formed on a surface of a base material.
請求項1に記載の発明によれば、試料厚さ情報入力手段によって、試料の厚さ情報を入力することができ、押し込み深さ設定手段によって、試料厚さ情報入力手段により入力された試料の厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定することができ、試験力付与手段によって、圧子に試験力を付与することができ、押し込み深さ計測手段によって、試験力付与手段により付与された試験力によるくぼみ形成時に、圧子が試料の表面に押し込まれた押し込み深さを計測することができ、制御手段によって、試験力付与手段に、押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させることができ、記憶手段によって、試料を識別する識別情報と、当該試料に適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報と、を対応付けて記憶することができ、選択手段によって、記憶手段に記憶された一の識別情報を選択することができ、押し込み深さ設定手段によって、試料厚さ情報入力手段により入力された試料の厚さ情報と、選択手段により選択された一の識別情報に対応付けられた試験条件情報に基づいて、押し込み深さ、及び最大試験力を設定することができ、制御手段によって、試験力付与手段に、押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させ、試験力付与手段により付与される試験力が、押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達する前に押し込み深さ設定手段により設定された最大試験力に到達した場合、試験力付与手段による圧子への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることができる。
従って、ユーザ自らが試験条件を設定する手間を省くことができることとなり、効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる。
また、ユーザは、試料の厚さ情報、及び、試料の識別情報を入力するだけで、当該試料に適した試験条件を設定することができることとなり、さらに好適な硬さ測定を行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, sample thickness information can be input by the sample thickness information input means, and the sample thickness information input means can be input by the indentation depth setting means. The indentation depth can be set based on the thickness information, the test force can be applied to the indenter by the test force applying means, and the test applied by the test force applying means by the indentation depth measuring means The indentation depth at which the indenter is pushed into the surface of the sample can be measured when the indentation is formed by force, and the control means reaches the indentation depth set by the indentation depth setting means to the test force application means. the test force can be applied to, the storage means, the test for setting the identification information for identifying the sample, the penetration depth and the maximum test force suitable for the sample Information can be stored in association with each other, one identification information stored in the storage means can be selected by the selection means, and input by the sample thickness information input means by the indentation depth setting means The indentation depth and the maximum test force can be set on the basis of the thickness information of the sample and the test condition information associated with the one identification information selected by the selection means. The test force is applied to the test force applying means until the indentation depth set by the indentation depth setting means is reached, and the test force applied by the test force applying means is the indentation set by the indentation depth setting means. If the maximum test force set by the indentation depth setting means is reached before reaching the depth, the test force applied to the indenter by the test force applying means is set to the maximum test force. When the reached the Ru can be stopped.
Therefore, the user can save time and effort for setting the test conditions, and the test conditions can be set efficiently and a suitable hardness measurement can be performed.
Further, the user can set test conditions suitable for the sample simply by inputting the thickness information of the sample and the identification information of the sample, and can perform more suitable hardness measurement.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、試料として、母材の表面に形成された薄膜について、硬さを測定することができる。
従って、基板硬さの影響を受けやすい薄膜試料についても、効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる。
According to the invention described in
Therefore, it is possible to set the test conditions efficiently for a thin film sample that is easily affected by the substrate hardness, and to perform a suitable hardness measurement.
以下、本発明の実施の形態を図1から図7に基づいて説明する。
図1は、本実施形態である硬さ試験機の概略構成を側方から一部断面視した状態を示す説明図である。図2は、同硬さ試験機の要部構成を示すブロック図である。
図1に示されるように、硬さ試験機100は、試料台120に載置された試料Sにくぼみを形成するための圧子1が先端部に設けられた圧子軸2を有する圧子軸ユニット110と、圧子軸2に所定の押圧力を付与するための押圧力付与機構部130とを備え、また、図2に示されるように、硬さ試験機100は、所定の試験条件情報を入力するための入力部140と、くぼみが拡大表示される表示部150等を備え、制御部200により、各部の動作制御が行われる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an explanatory view showing a state in which the schematic configuration of the hardness tester according to the present embodiment is partially viewed from the side. FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the hardness tester.
As shown in FIG. 1, the
圧子軸ユニット110は、試料台120の上方に備えられており、試験機本体101に設けられた弾性支持部材としての支持ばね3、3と、支持ばね3、3にそれぞれ上端側と下端側が弾性的に支持される圧子軸2と、圧子軸2をその軸方向に移動させることにより、圧子軸2にその軸方向の所定の力を付与する第1フォースモータ10と、圧子軸2の変位量を検出する圧子軸変位検出部20等により構成されている。
The
圧子1は、例えばビッカース圧子、ヌープ圧子、ブリネル圧子等のくぼみ形成による硬さ試験に用いられる圧子である。
The
支持ばね3、3は、一端が試験機本体101に固定され、試験機本体101から略水平方向に延出するように設けられた板ばねであり、その他端がそれぞれ圧子軸2の上端側と下端側に接続されて、圧子軸2を試料台120に対して垂直に弾性的に支持している。そして支持ばね3は、第1フォースモータ10等によって圧子軸2が上下方向に移動される際に、圧子軸2が試料台120に対して垂直な姿勢を保つように撓み、変形する。
The
第1フォースモータ10は、磁気回路構成部12と、圧子軸2側に設けられた駆動コイル部13とにより構成されている。第1フォースモータ10は、磁気回路構成部12において、磁石がギャップにつくる磁界と、ギャップの中に設置された駆動コイル部13に流れる電流との電磁誘導により力を発生する。第1フォースモータ10は、その力を駆動力として用い、圧子軸2をその軸方向に移動させて、圧子軸2に備えられた圧子1を介して試料Sに所定の試験力を付与する。
つまり、第1フォースモータ10は、第1フォースモータ10の駆動コイル部13に供給される電流量に応じて、任意の駆動力を発生し、その駆動力に基づき圧子軸2を移動させて試料Sに様々な試験力を付与することができる。そして、第1フォースモータ10は、駆動コイル部13に流す電流量を無段階に調整することにより、無段階の駆動力を出力し、試料Sに無段階の試験力を付与することができる。
この第1フォースモータ10の駆動コイル部13へ供給される電流は、後述する制御部200により制御されている。そして、所定の試験力に応じて予め定められた電流量(や電流の向き)に基づき、第1フォースモータ10は駆動力を発生し、圧子軸2を移動させて試料Sに所定の試験力を付与する。
これにより、第1フォースモータ10は、試験力付与手段として機能する。
The
That is, the
The current supplied to the
Thereby, the
圧子軸変位検出部20は、例えば、所定の間隔の目盛が刻まれて、圧子軸2に備えられたスケール21と、このスケール21の変位を光学的に読み取り、変位に対応した2相正弦波信号を出力する検出ヘッド部22とを含んだリニアエンコーダからなり、圧子軸2が試料Sにくぼみを形成する際に移動した変位量(例えば、試料Sに圧子1が押し込まれた押し込み深さ)を検出し、その検出した変位量に基づく圧子軸変位信号を制御部200に出力する。
これにより、圧子軸変位検出部20は、押し込み深さ計測手段として機能する。
The indenter
Thereby, the indenter
押圧力付与機構部130は、圧子軸ユニット110の上方に備えられた制御レバー50と、制御レバー50に作用力を付与する第2フォースモータ30等により構成されている。
The pressing force
制御レバー50は、略中央部が回動軸51によって試験機本体(図示略)に回動自在に軸支されている。制御レバー50の一端部50aには、第2フォースモータ30が取り付けられている。また、制御レバー50の他端部50bは、回動軸51から圧子軸ユニット110の上方に延びて圧子軸2の上部に位置しており、その他端部50bには圧子軸ユニット110の圧子軸2の上端部2aを押し下げるための押圧部52が備えられている。
The
第2フォースモータ30は、磁気回路構成部32において、磁石がギャップにつくる磁界と、ギャップの中に設置された駆動コイル部33に流れる電流との電磁誘導により発生する力を駆動力として用い、その駆動力により荷重軸31をその軸方向に移動させて、制御レバー50の一端部50aに対し作用力を付与し、制御レバー50を回動させる。そして、第2フォースモータ30は、制御レバー50の他端部50bを下方に傾け、他端部50bに備えられた押圧部52により圧子軸2をその軸方向に押し下げる。
これにより、第2フォースモータ30は、試験力付与手段として機能する。
The
Thereby, the
入力部140は、例えば、カーソルキー、文字/数字キー、各種機能キーなどから構成され、ユーザのキー操作に伴う押下信号を制御部200に出力する。また、入力部140は、必要に応じてマウスやタッチパネルなどのポインティングデバイスなど、その他の入力装置を備えるものとしても良い。
なお、本発明における入力部140は、硬さ測定を行う試料Sの厚さ情報を入力する際に使用される。これにより、入力部140は、試料厚さ情報入力手段として機能する。
また、本発明における入力部140は、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30により付与される試験力の上限値を入力する際に使用される。これにより、入力部140は、最大試験力入力手段として機能する。
また、本発明における入力部140は、試料情報テーブル203aに記憶された一の識別情報を選択する際に使用される。これにより、入力部140は、選択手段として機能する。
The
The
The
The
表示部150は、例えば、液晶モニタ等から構成されており、本発明における表示部150は、試料Sの厚さ情報を入力する際の入力画面等を表示したり、撮像したくぼみの画像を表示する。
The
制御部200は、CPU(Central Processing Unit)201、RAM(Random Access Memory)202、記憶部203等を備えて構成され、記憶部203に記憶された所定のプログラムが実行されることにより、所定の硬さ試験を行うため予め設定された所定の動作条件(各硬さ試験用の動作条件)に基づくくぼみ形成のための各部の動作制御を行う機能を有する。
The
CPU201は、記憶部203に格納された処理プログラム等を読み出して、RAM202に展開して実行することにより、硬さ試験機100全体の制御を行う。
The
RAM202は、CPU201により実行された処理プログラム等を、RAM202内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。
The
記憶部203は、例えば、プログラムやデータ等が予め記憶されている記録媒体(図示省略)を有しており、この記録媒体は、例えば、半導体メモリ等で構成されている。また、記憶部203は、CPU201が硬さ試験機100全体を制御する機能を実現させるための各種データ,各種処理プログラム,これらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶する。より具体的には、記憶部203は、例えば、図2に示すように、試料情報テーブル203a、押し込み深さ設定プログラム203b、制御プログラム203c等を格納している。
The
試料情報テーブル203aは、試料Sを識別する識別情報毎に、当該試料Sに適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報を対応付けて記憶する。
具体的には、例えば、図3に示すように、試料Sを識別する識別情報として、「サンプルA」、「サンプルB」、「サンプルC」等を記憶し、夫々の識別情報と、「試料厚さに対する押し込み深さの最大割合(%)」及び「試料厚さに対する最大試験力(N)」等を対応付けて記憶する。ここで、「試料厚さに対する最大試験力(N)」は、例えば、図3に示すように、試料厚さ(t)を変数とする関数YA(t)、YB(t)、YC(t)等として記憶されている。
これにより、試料情報テーブル203aは、記憶手段として機能する。
For each piece of identification information for identifying the sample S, the sample information table 203a stores test condition information for setting the indentation depth and the maximum test force suitable for the sample S in association with each other.
Specifically, for example, as shown in FIG. 3, “sample A”, “sample B”, “sample C”, and the like are stored as identification information for identifying the sample S. “Maximum ratio (%) of indentation depth with respect to thickness”, “maximum test force (N) with respect to sample thickness”, and the like are stored in association with each other. Here, the “maximum test force (N) with respect to the sample thickness” is, for example, a function Y A (t), Y B (t), Y with the sample thickness (t) as a variable, as shown in FIG. C (t) etc. are stored.
Thereby, the sample information table 203a functions as a storage unit.
押し込み深さ設定プログラム203bは、CPU201に、入力部140により入力された試料Sの厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、例えば、表示部150に、試料Sの厚さ情報を入力する際の入力画面を表示させ、ユーザが、試料Sの厚さ情報を入力部140により入力するとともに、試料情報テーブル203aに記憶されている試料Sを識別する一の識別情報を入力部140により選択すると、CPU201は、押し込み深さ設定プログラム203bを実行することにより、試料Sの硬さ測定を行う際の押し込み深さを設定する。
より具体的には、例えば、ユーザが、試料Sの厚さ情報として「2μm」を入力するとともに、図3に示す試料情報テーブル203aに記憶されている試料Sを識別する識別情報として、「サンプルB」を選択した場合、CPU201は、押し込み深さ設定プログラム203bを実行することにより、「サンプルB」に対応する「試料厚さに対する押し込み深さの最大割合(%)」が「10%」なので、押し込み深さを「0.2μm」として設定する。なお、このとき、試料厚さ(t)に対する最大試験力を表す関数YB(t)から、最大試験力Fmax(=YB(t))を算出して設定する。
CPU201は、かかる押し込み深さ設定プログラム203bを実行することで、押し込み深さ設定手段として機能する。
The indentation depth setting program 203b is a program that causes the
Specifically, for example, an input screen for inputting the thickness information of the sample S is displayed on the
More specifically, for example, the user inputs “2 μm” as the thickness information of the sample S and, as identification information for identifying the sample S stored in the sample information table 203a illustrated in FIG. When “B” is selected, the
The
制御プログラム203cは、CPU201に、設定された試験条件の下、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30に所定の試験力を付与させる機能を実現させるプログラムである。
具体的には、例えば、図4に示すように、CPU201は、制御プログラム203cを実行することにより、試料Sへのくぼみ形成時に、圧子1が試料Sの表面に押し込まれた押し込み深さhを計測し、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30に、CPU201が押し込み深さ設定プログラム203bを実行することにより設定された押し込み深さhmaxに到達するまで試験力Fを付与させる。そして、この結果、設定された押し込み深さhmaxに到達した時点での試験力F1を計測することができる。また、例えば、図5に示すように、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30により付与される試験力Fが、設定された押し込み深さhmaxに到達する前に、試験力を付与する際の上限値である最大試験力Fmaxに到達した場合、CPU201は、制御プログラム203cを実行することにより、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30による圧子1への試験力の付与を、当該最大試験力Fmaxに到達した時点で停止させる。この結果、最大試験力Fmaxに到達した時点での押し込み深さh1を圧子軸変位検出部20により計測することができる。
CPU201は、かかる制御プログラム203cを実行することで、制御手段として機能する。
The
Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the
The
次に、硬さ試験機100を用いた硬さ試験における試料Sの硬さ測定方法ついて説明する。
最初に、圧子軸2に圧子1を取り付け、試料台120に試料Sを載せ、試料台120の調整を行う。
次いで、ユーザは、試料Sの厚さ情報を入力部140により入力する。また、ユーザは、試料情報テーブル203aに記憶された当該試料Sを識別する一の識別情報を入力部140により選択する。このとき、CPU201は、押し込み深さ設定プログラム203bを実行することによって、入力部140により入力された当該試料Sの厚さ情報と、当該試料Sに適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報とに基づいて、押し込み深さ、及び最大試験力を設定する。
次いで、CPU201は、制御プログラム203cを実行することによって、くぼみ形成時に、圧子1が試料Sの表面に押し込まれた押し込み深さを計測し、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30に、CPU201が押し込み深さ設定プログラム203bを実行することにより設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させる。このとき、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30により付与される試験力が、設定された押し込み深さに到達する前に、試験力を付与する際の上限値である最大試験力に到達した場合、CPU201は、制御プログラム203cを実行することにより、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30による圧子1への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させる。そして、この結果、試料Sに対して付与された試験力F、及び押し込み深さhが算出されるので、例えば、図6に示すようなビッカース硬さ試験の場合、圧子1の幾何学的形状と圧子1の押し込み深さの関係(h=d/7)により、くぼみの対角線長さdが算出され、試料Sの硬さHVを測定することができる。
また、例えば、図7に示すように、試料Sとして、母材Mの表面に形成された薄膜fについてビッカース硬さを測定する場合、ユーザは、薄膜fの厚さ情報を入力部140により入力し、試料情報テーブル203aに記憶された当該薄膜fを識別する一の識別情報を入力部140により入力する。以下、薄膜fの硬さ測定方法は、上述と同様であり、説明を省略する。
Next, a method for measuring the hardness of the sample S in the hardness test using the
First, the
Next, the user inputs the thickness information of the sample S through the
Next, the
For example, as shown in FIG. 7, when the Vickers hardness is measured for the thin film f formed on the surface of the base material M as the sample S, the user inputs the thickness information of the thin film f through the
本発明に係る硬さ試験機100によれば、入力部140によって、試料の厚さ情報を入力することができ、CPU201が押し込み深さ設定プログラム203bを実行することによって、入力部140により入力された試料の厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定することができ、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30によって、圧子1に試験力を付与することができ、圧子軸変位検出部20によって、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30により付与された試験力によるくぼみ形成時に、圧子1が試料Sの表面に押し込まれた押し込み深さを計測することができ、制御プログラム203cを実行することによって、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30に、押し込み深さ設定プログラム203bの実行により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させることができる。
従って、ユーザ自らが試験条件を設定する手間を省くことができることとなり、効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる。
また、試験情報テーブル203aによって、試料Sを識別する識別情報と、当該試料Sに適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報と、を対応付けて記憶することができ、入力部140によって、試験情報テーブル203aに記憶された一の識別情報を選択することができ、CPU201が、押し込み深さ設定プログラム203bを実行することによって、入力部140により入力された試料Sの厚さ情報と、入力部140により選択された一の識別情報に対応付けられた試験条件情報に基づいて、押し込み深さ及び最大試験力を設定することができ、CPU201が、制御プログラム203cを実行することによって、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30に、押し込み深さ設定プログラム203bの実行により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させ、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30により付与される試験力が、押し込み深さ設定プログラム203bの実行により設定された押し込み深さに到達する前に押し込み深さ設定プログラム203bの実行により設定された最大試験力に到達した場合、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30による圧子1への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることができる。
従って、ユーザは、試料の厚さ情報、及び、試料の識別情報を入力するだけで、当該試料に適した試験条件を設定することができることとなり、さらに好適な硬さ測定を行うことができる。
さらに、試料として、母材Mの表面に形成された薄膜fについて、硬さを測定することができる。
従って、基板硬さの影響を受けやすい薄膜試料についても、効率良く試験条件を設定することができるとともに、好適な硬さ測定を行うことができる。
According to the
Therefore, the user can save time and effort for setting the test conditions, and the test conditions can be set efficiently and suitable hardness measurement can be performed.
The test information table 203a can store the identification information for identifying the sample S and the test condition information for setting the indentation depth and the maximum test force suitable for the sample S in association with each other. One identification information stored in the test information table 203a can be selected by the
Therefore, the user can set the test conditions suitable for the sample only by inputting the thickness information of the sample and the identification information of the sample, and can perform more suitable hardness measurement.
Furthermore, the hardness of the thin film f formed on the surface of the base material M can be measured as a sample.
Therefore, it is possible to set the test conditions efficiently for a thin film sample that is easily affected by the substrate hardness, and to perform a suitable hardness measurement.
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、硬さ試験機は、圧子軸の変位を検出することができ、且つ、試験力を可変できる機能を有するくぼみ観察型の硬さ試験機であればよく、ビッカース硬さ試験機、ブリネル硬さ試験機、ヌープ硬さ試験機等に利用することができる。
また、制御手段は、例えば、試料へのくぼみ形成時に、試験力と押し込み深さとによる相関関係を常時監視し、イレギュラーな変位点を検出した時点で、試験力の付与を停止させるような設計であっても良い。
また、記憶手段は、ユーザが頻繁に測定を行う試料に関する試験条件情報を、当該試料の識別情報に対応付けて新たに登録したり、また、既に登録されている試験条件情報を適宜設定変更できる設計であっても良い。
また、試験力付与手段は、上記実施の形態において、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30により試験力を付与する設計としたが、第1フォースモータ10、及び第2フォースモータ30の少なくとも何れか一方により試験力が付与される設計であっても良い。
その他、本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で自由に変更、改良が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the hardness tester may be any dent observation type hardness tester that can detect the displacement of the indenter shaft and has a function that can change the test force, such as a Vickers hardness tester, a Brinell hardness tester. It can be used for a thickness tester, a Knoop hardness tester, and the like.
The control means, for example, is designed to constantly monitor the correlation between the test force and the indentation depth when forming a recess in the sample, and to stop applying the test force when an irregular displacement point is detected. It may be.
In addition, the storage means can newly register the test condition information relating to the sample that the user frequently measures in association with the identification information of the sample, or can appropriately change the setting of the already registered test condition information. It may be a design.
Further, in the above embodiment, the test force applying means is designed to apply the test force by the
In addition, the present invention can be freely changed and improved without departing from the gist of the invention.
100 硬さ試験機
1 圧子
10 第1フォースモータ(試験力付与手段)
20 圧子軸変位検出部(押し込み深さ計測手段)
30 第2フォースモータ(試験力付与手段)
140 入力部(試料厚さ情報入力手段、最大試験力入力手段、選択手段)
150 表示部
200 制御部
201 CPU(押し込み深さ設定手段、制御手段)
203 記憶部
203a 試料情報テーブル
203b 押し込み深さ設定プログラム(押し込み深さ設定手段)
203c 制御プログラム(制御手段)
S 試料
f 薄膜
100
20 Indenter shaft displacement detector (pushing depth measuring means)
30 Second force motor (test force applying means)
140 Input section (sample thickness information input means, maximum test force input means, selection means)
150
203
203c Control program (control means)
S sample f thin film
Claims (2)
前記試料の厚さ情報を入力する試料厚さ情報入力手段と、
前記試料厚さ情報入力手段により入力された前記試料の厚さ情報に基づいて、押し込み深さを設定する押し込み深さ設定手段と、
前記圧子に試験力を付与する試験力付与手段と、
前記試験力付与手段により付与された試験力によるくぼみ形成時に、前記圧子が前記試料の表面に押し込まれた押し込み深さを計測する押し込み深さ計測手段と、
前記試験力付与手段に、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させる制御手段と、
試料を識別する識別情報と、当該試料に適した押し込み深さ及び最大試験力を設定するための試験条件情報と、を対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された一の識別情報を選択する選択手段と、を備え、
前記押し込み深さ設定手段は、前記試料厚さ情報入力手段により入力された試料の厚さ情報と、前記選択手段により選択された一の識別情報に対応付けられた試験条件情報に基づいて、押し込み深さ、及び最大試験力を設定し、
前記制御手段は、前記試験力付与手段に、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達するまで試験力を付与させ、前記試験力付与手段により付与される試験力が、前記押し込み深さ設定手段により設定された押し込み深さに到達する前に前記押し込み深さ設定手段により設定された最大試験力に到達した場合、前記試験力付与手段による前記圧子への試験力の付与を、当該最大試験力に到達した時点で停止させることを特徴とする硬さ試験機。 In a hardness tester that measures hardness based on the size of a depression formed by pushing an indenter into the surface of a sample,
Sample thickness information input means for inputting the thickness information of the sample;
An indentation depth setting means for setting an indentation depth based on the thickness information of the sample input by the sample thickness information input means;
A test force applying means for applying a test force to the indenter;
An indentation depth measuring means for measuring an indentation depth when the indenter is indented into the surface of the sample at the time of forming a recess by the test force applied by the test force applying means;
Control means for applying a test force to the test force applying means until the indentation depth set by the indentation depth setting means is reached;
Storage means for storing the identification information for identifying the sample and the test condition information for setting the indentation depth and the maximum test force suitable for the sample in association with each other;
Selecting means for selecting one piece of identification information stored in the storage means,
The push-in depth setting means pushes in based on the sample thickness information input by the sample thickness information input means and the test condition information associated with the one identification information selected by the selection means. Set the depth and maximum test force,
The control means causes the test force applying means to apply a test force until reaching the indentation depth set by the indentation depth setting means, and the test force applied by the test force applying means is applied to the indentation. When the maximum test force set by the indentation depth setting means is reached before the indentation depth set by the depth setting means is reached, the test force is applied to the indenter by the test force application means. A hardness tester that is stopped when the maximum test force is reached .
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