JPS6365337A - Thin film tribology tester - Google Patents
Thin film tribology testerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
この発明は、薄膜トライボロジ試験機に関し、例えば工
具等に用いる耐摩耗性硬質膜や機構部品用の固体潤滑膜
の評価等に用いるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a thin film tribology tester, and is used, for example, to evaluate wear-resistant hard films used in tools and solid lubricant films for mechanical parts.
［発明の技術的背景とその問題点］
清浄環境、特殊環境におけるトライボロジ（摩擦学）の
重要性が認識されるに従い、トライボロジ特性を改善す
るための各種表面処理の技術開発が必須になっている。[Technical background of the invention and its problems] As the importance of tribology (tribology) in clean environments and special environments is recognized, it has become essential to develop various surface treatment technologies to improve tribological characteristics. .
このため表面処理層のトライボロジ特性を精度よく評価
できる試験機が重要になっている。For this reason, a testing machine that can accurately evaluate the tribological properties of a surface treatment layer is important.
従来の薄膜のトライボロジ特性を検討するための手段と
しては、硬さ試験と、スクラッチ試験が多く用いられて
きた。Hardness tests and scratch tests have been widely used as conventional means for examining the tribological properties of thin films.
硬さ試験については、ヌープ硬さ、またはビッカース硬
さが測定されており、何れもダイヤモンド圧子等により
比較的高負荷で試験が行なわれる。Regarding the hardness test, Knoop hardness or Vickers hardness is measured, and both tests are conducted under a relatively high load using a diamond indenter or the like.
このため、この硬さ試験機では、測定結果が下地の影響
を受は易く、薄膜自体の特性を精度よく測定することが
難しいという問題点があった。For this reason, this hardness tester has the problem that the measurement results are easily influenced by the underlying material, making it difficult to accurately measure the characteristics of the thin film itself.
これに対し、針の侵入深さを精密に計測し、その荷重と
深さの関係から硬さを評価しようという試みがある。こ
の試験法は薄膜自体の硬度を計る上では有用であるが、
薄膜の潤滑性、薄膜と下地との密着性等に関するデータ
は得ることができず、薄膜のトライボロジ特性を十分に
評価することは困難であった。In response to this, there has been an attempt to precisely measure the penetration depth of the needle and evaluate the hardness from the relationship between the load and depth. This test method is useful for measuring the hardness of the thin film itself, but
It was not possible to obtain data regarding the lubricity of the thin film, the adhesion between the thin film and the substrate, etc., and it was difficult to fully evaluate the tribological properties of the thin film.
一方、スクラッチ試験機は薄膜と下地との密着性を評価
するものとして用いられており、一定荷重、または徐々
に荷重を増やしながらダイヤモンドコーンで試料面を引
っかき、被膜の破壊する点をＡＥセンサ（アコースチッ
クエミッションセンサ）等で検出するものが市販されて
いる。このスクラッチ試験機は、試験片を直線方向に動
かし、それにダイヤモンドコーンを押し付ける形式のも
のであり、比較的高荷重で試験が行なわれる。On the other hand, a scratch tester is used to evaluate the adhesion between a thin film and a substrate.The sample surface is scratched with a diamond cone under a constant load or while gradually increasing the load, and the point at which the film breaks is detected using an AE sensor ( Acoustic emission sensors (acoustic emission sensors) are available on the market. This scratch tester moves a test piece in a straight line and presses a diamond cone against it, and tests are performed under relatively high loads.
このため、このスクラッチ試験機にあっても薄膜自体の
変形特性を精度よく評価することが難しいという問題点
があった。Therefore, even with this scratch tester, there was a problem in that it was difficult to accurately evaluate the deformation characteristics of the thin film itself.
特に固体潤滑膜等の軟質性、潤滑性材料の潤滑性、変形
抵抗等の評価は変形量と荷重および摩擦抵抗を同時に評
価する必要があり、上述の各従来例では、このような評
価は困難であった。In particular, when evaluating the softness of solid lubricant films, lubricity of lubricating materials, deformation resistance, etc., it is necessary to evaluate the amount of deformation, load, and frictional resistance simultaneously, and such evaluations are difficult in the conventional examples described above. Met.
［発明の目的］
この発明は、上記事情に基づいてなされたもので、耐摩
耗性薄膜や潤滑性薄膜等のトライボロジ特性を高精度で
且つ比較的簡便に評価することのできる薄膜トライボロ
ジ試験機を提供することを目的とする。[Object of the Invention] This invention was made based on the above circumstances, and provides a thin film tribology tester that can evaluate the tribological properties of wear-resistant thin films, lubricating thin films, etc. with high precision and relatively easily. The purpose is to provide.
［発明の概要］
上記目的を達成するために、第１の発明は、薄膜の硬度
、潤滑性、耐摩耗性および密着性等の特性を評価する試
験機であって、被測定対象である薄膜の試験片を搭載・
固定するステージ部と、該ステージ部を所定の速度で回
転させる回転機構部と、前記試験片の表面を引っ掻く圧
子と、該圧子を前記試験片の面に垂直に直進運動させる
直線運動機構部と、前記試験片の回転中心に対する圧子
の半径方向位置を所要位置に位置決めする位置決め機構
部と、前記試験片に対する圧子の侵入量を検出する変位
測定手段と、該侵入量に対応した荷重および摩擦抵抗を
検出する荷重・抵抗検出手段とを有することにより、位
置決め機構部で試験片の回転中心に対する圧子の位置の
ずれ量を任意に調節して同心円状に多重の引っ掻き試験
を行ない、各円弧状の引っ掻き試験において圧子の侵入
量が正確に測定されるとともに、この侵入量に対応した
荷重および摩擦抵抗が同時に検出されるようにしたもの
である。[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the first invention provides a testing machine for evaluating properties such as hardness, lubricity, abrasion resistance, and adhesion of a thin film, which is a thin film to be measured. Equipped with a test piece of
a fixed stage part, a rotation mechanism part that rotates the stage part at a predetermined speed, an indenter that scratches the surface of the test piece, and a linear movement mechanism part that moves the indenter in a straight line perpendicular to the surface of the test piece. , a positioning mechanism section that positions the indenter in a radial direction relative to the rotation center of the test piece at a desired position, a displacement measuring means that detects the amount of penetration of the indenter into the test piece, and a load and frictional resistance corresponding to the amount of penetration. By having a load/resistance detection means for detecting In the scratch test, the amount of penetration of the indenter is accurately measured, and the load and frictional resistance corresponding to this amount of penetration are simultaneously detected.
また第２の発明は、前記第１の発明の構成に、薄膜の剥
離または破壊に関する情報を検出する手段を付加するこ
とにより、前記第１の発明の作用に加えて、さらに薄膜
と下地との間の密着力が精度よく評価できるようにした
ものである。Further, the second invention adds means for detecting information regarding peeling or destruction of the thin film to the structure of the first invention, thereby achieving the effect of the first invention and further improving the relationship between the thin film and the base. This allows for accurate evaluation of the adhesion between the two.
［発明の実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。[Embodiments of the invention] Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第１図〜第３図は、この発明の一実施例を示す図である
。1 to 3 are diagrams showing an embodiment of the present invention.
第１図は全体構成を示す側面図、第２図は荷重・抵抗検
出手段の斜視図、第３図は試験片の引っ掻き痕を示す正
面図である。FIG. 1 is a side view showing the overall configuration, FIG. 2 is a perspective view of the load/resistance detection means, and FIG. 3 is a front view showing scratch marks on the test piece.
まず構成を説明すると、第１図中、１は基台で、基台１
の一端側には、スライダ２に立設された支持部材３に玉
軸受け４が設けられ、この玉軸受け４に、試験片５を搭
載・固定するためのステージ６が、これに取付けられた
回転軸７の部分で回転自在に支承されている。First, to explain the configuration, in Fig. 1, 1 is a base;
On one end side, a ball bearing 4 is provided on a support member 3 that is erected on the slider 2, and a stage 6 for mounting and fixing a test piece 5 is mounted on this ball bearing 4. It is rotatably supported at the shaft 7.
回転軸７は、モータ８の出力軸９に連結されている。１
１は角度センサで、回転軸７に取付けられており、この
角度センサでモータ８の回転速度および試験片５の回転
角が制御される。The rotating shaft 7 is connected to an output shaft 9 of a motor 8. 1
An angle sensor 1 is attached to the rotating shaft 7, and the rotation speed of the motor 8 and the rotation angle of the test piece 5 are controlled by this angle sensor.
而してモータ８および角度センサ１１等で、ステージ部
６を所定の速度で回転させる回転機構部が構成される。The motor 8, the angle sensor 11, and the like constitute a rotation mechanism that rotates the stage section 6 at a predetermined speed.
なお、玉軸受け４の部分には、空気軸受等を採用すれば
、一層高精度の回転制御を行なわせることができる。It should be noted that if an air bearing or the like is used for the ball bearing 4, rotation control can be performed with even higher precision.
一方、基台１の他端側には、スライダ１２上に立設され
た支持部材１３に直進軸１４が、その軸方向に移動自在
に支承されている。直進軸１４の背面側には、モータ１
５によりギヤ手段等を介して直進駆動される直進スピン
ドル１６が配設されている。On the other hand, on the other end side of the base 1, a linear shaft 14 is supported by a support member 13 erected on the slider 12 so as to be movable in the axial direction. The motor 1 is installed on the back side of the linear shaft 14.
A linear spindle 16 is provided which is driven linearly by gear means or the like.
また直進軸１４の先端側には、取付部材１７を介して荷
重・抵抗検出手段１８が取付けられている。そして荷重
・抵抗検出手段１８の上部側に、ダイヤモンドの圧子１
９および変位計（変位測定１ 一
手段）２１が取付けられている。Further, a load/resistance detection means 18 is attached to the distal end side of the linear shaft 14 via a mounting member 17. Then, a diamond indenter 1 is placed on the upper side of the load/resistance detection means 18.
9 and a displacement meter (one means of displacement measurement 1) 21 are attached.
圧子１９は、ダイヤモンドの他に、評価対象によって鋼
、銅等の金属、またはセラミック等の他の材質のものが
選ばれる。In addition to diamond, the indenter 19 is made of a metal such as steel, copper, or another material such as ceramic, depending on the object to be evaluated.
圧子１９は、荷重・抵抗検出手段１８とともに前述の直
進スピンドル１６により直進駆動される。The indenter 19 is linearly driven by the aforementioned linear spindle 16 together with the load/resistance detection means 18 .
而してモータ１５および直進スピンドル１６等により、
圧子１９を直進運動させる直線運動機構部が構成される
。Therefore, by the motor 15 and the linear spindle 16,
A linear movement mechanism section that moves the indenter 19 in a straight line is configured.
直線運動機構部におけるモータ１５は、回転機構部にお
けるモータ８に同期して駆動が開始される。The motor 15 in the linear motion mechanism section starts driving in synchronization with the motor 8 in the rotation mechanism section.
また、スライダ１２は、ステージ部６に搭載・固定され
た試験片５の回転中心に対する圧子１９の半径方向への
ずれ量を設定するもので、このスライダ１２により、圧
子１９の位置を所要位置に位置決めする位置決め機構部
が構成されている。Further, the slider 12 is used to set the amount of deviation of the indenter 19 in the radial direction with respect to the rotation center of the test piece 5 mounted and fixed on the stage section 6. This slider 12 allows the indenter 19 to be positioned at a desired position. A positioning mechanism section for positioning is configured.
変位計２１は、圧子１つと試験片５の位置関係を検出し
、試験片５に対する圧子１９の先端部の侵入量を測定す
るもので、例えば容堡形、うず電流式、差動トランス方
式、または光ファイバによる反射光量測定方式等、変位
量を高精度に検出し得る方式のものが適用される。さら
に変位計２１としては、電気マイクロ等を組込み、圧子
１９の支持部と、試験片５を固定しているステージ部６
等の位置関係を求めてもよい。このときは、圧子１９と
ともに直進する検出端電極と試験片５とともに回転する
円板状の電極を設けておくか、試験片５をそのまま電極
として用いることにより、各位置における侵入深さが高
精度にモニタできる。The displacement meter 21 detects the positional relationship between one indenter and the test piece 5, and measures the amount of penetration of the tip of the indenter 19 into the test piece 5. Alternatively, a method that can detect the amount of displacement with high precision, such as a method for measuring the amount of reflected light using an optical fiber, is applied. Furthermore, as the displacement meter 21, an electric micro or the like is incorporated, and the supporting part of the indenter 19 and the stage part 6 fixing the test piece 5 are used.
You may also find the positional relationship such as At this time, by providing a detection end electrode that moves straight together with the indenter 19 and a disk-shaped electrode that rotates together with the test piece 5, or by using the test piece 5 as it is as an electrode, the penetration depth at each position can be determined with high precision. can be monitored.
第２図は、荷重・抵抗検出手段１８の構成を、さらに詳
細に示したもので、荷重・抵抗検出手段１８には、圧子
１９の直進運動方向と同方向の第１の平行板ばね２２ａ
、２２ｂと、これに直交する方向の第２の平行板ばね２
３ａ、２３ｂが設けられている。FIG. 2 shows the configuration of the load/resistance detection means 18 in more detail.
, 22b, and the second parallel plate spring 2 in the direction perpendicular thereto.
3a and 23b are provided.
第１の平行板ばね２２ａ、２２ｂ側に摩擦抵抗検出用の
歪ゲージ２４が取付けられ、第２の平行板ばね２３ａ、
２３ｂ側に荷重検出用の歪ゲージ２５が取付けられてい
る。A strain gauge 24 for detecting frictional resistance is attached to the first parallel plate springs 22a, 22b, and the second parallel plate springs 23a,
A strain gauge 25 for load detection is attached to the 23b side.
また、荷重・抵抗検出手段１８の上端部には、ＡＥセン
サ（アコースティックエミッションセンサ）２６が取付
けられている。ＡＥセンサ２６により、試験片５上の薄
膜の剥離または破壊に関する情報が検出される。Furthermore, an AE sensor (acoustic emission sensor) 26 is attached to the upper end of the load/resistance detection means 18. The AE sensor 26 detects information regarding peeling or destruction of the thin film on the test piece 5.
次に第３図を用いて試験法および作用を説明する。Next, the test method and effects will be explained using FIG.
被測定対象である薄膜が形成された試験片５が、ステー
ジ部６に搭載・固定される。次いでスライダ１２の調整
により、試験片５の回転中心２７ａに対する圧子１９の
半径方向へのずれ量が所定量に設定される。A test piece 5 on which a thin film to be measured is formed is mounted and fixed on a stage section 6. Next, by adjusting the slider 12, the amount of deviation of the indenter 19 in the radial direction with respect to the rotation center 27a of the test piece 5 is set to a predetermined amount.
この試験片５の回転中心２７ａと圧子１９の先端とのず
れ量が引つ掻きの回転半径となる。The amount of deviation between the center of rotation 27a of the test piece 5 and the tip of the indenter 19 becomes the radius of rotation of the scratch.
回転機構部におけるモータ８が駆動され、試験片５が一
定の速度で回転される。モータ８の駆動に同期して直線
運動機構部におけるモータ１５が駆動され、圧子１９が
所定速度で前進して、一定角度の接触開始点２８ａから
切り込みが行なわれて、円弧状の引っ掻き試験が行なわ
れる。The motor 8 in the rotation mechanism is driven, and the test piece 5 is rotated at a constant speed. The motor 15 in the linear motion mechanism section is driven in synchronization with the drive of the motor 8, and the indenter 19 moves forward at a predetermined speed to make an incision from the contact starting point 28a at a constant angle, and an arc-shaped scratch test is performed. It will be done.
引っ掻き痕２９ａが、はぼ１回転つけられた点で角度セ
ンサ１１の制御により、試験片５は、回転が停止される
。At the point where the scratch marks 29a have been made one rotation, the rotation of the test piece 5 is stopped under the control of the angle sensor 11.
この圧子１９によるほぼ１回転の引っ掻き試験の間に、
変位計２１により、試験片５に対する圧子１９の先端部
の侵入量が正確にモニターされ、荷重・抵抗検出手段１
８により、この侵入量に対応した荷重および摩擦抵抗が
同時に検出される。During approximately one rotation of the scratch test using the indenter 19,
The displacement meter 21 accurately monitors the amount of penetration of the tip of the indenter 19 into the test piece 5, and the load/resistance detection means 1
8, the load and frictional resistance corresponding to this intrusion amount are simultaneously detected.
またこれと同時にＡＥセンサ２６により、薄膜の剥離ま
たは破壊に関する情報が検出され、密着力評価のための
データが得られる。At the same time, the AE sensor 26 detects information regarding peeling or destruction of the thin film, and data for evaluating adhesion is obtained.
はぼ１回転の引っ掻き痕２９ａの試験後、再びスライダ
１２を調整して試験片５の回転中心２７ａに対する圧子
１９の半径方向のずれ量を変え、接触開始点２８ｂおよ
び２８ｃからの切り込みを順次行ない、同心円状の引っ
掻き痕２９ｂ、２９Ｃからなる引っ掻き試験を行なう。After testing the scratch marks 29a for one revolution, the slider 12 is adjusted again to change the amount of deviation of the indenter 19 in the radial direction with respect to the rotation center 27a of the test piece 5, and cuts are sequentially made from the contact start points 28b and 28c. , a scratch test consisting of concentric scratch marks 29b and 29C is performed.
回転中心２７ａについて多重の試験が終了したのち、試
験片５の保持位置を変え、回転中心を２７ｂに移して、
上記と同様の引っ掻き試験を繰返−＋ １ ＝
す。After completing multiple tests about the rotation center 27a, the holding position of the test piece 5 is changed, the rotation center is moved to 27b,
Repeat the same scratch test as above.
このようにして試験片５の表面が密度濃く試験される。In this way, the surface of the test piece 5 is tested with high density.
また圧子１９の半径カ向位置が任意に設定できるので、
試験片５が比較的小片であっても適切に引っ掻き試験を
行なうことができる。Also, since the radial position of the indenter 19 can be set arbitrarily,
Even if the test piece 5 is a relatively small piece, a scratch test can be performed appropriately.
而して、上記のようにして得た侵入量、荷重および摩擦
抵抗の諸測定データ、さらには薄膜の剥離または破壊に
関する情報から、被測定対象である薄膜のトライボロジ
特性が高い精度で的確に評価される。Therefore, the tribological properties of the thin film to be measured can be accurately evaluated with high precision from the various measurement data of the amount of penetration, load, and frictional resistance obtained as described above, as well as information regarding peeling or destruction of the thin film. be done.
次いで第４図には、この発明の他の実施例を示す。Next, FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.
この実施例は、ＳＥＭ（走査形電子顕微鏡）および光学
顕微鏡を装備させて、これらの観察手段による引っ掻き
痕２９ａ〜２９Ｃの同時観察を可能にしたものである。This embodiment is equipped with an SEM (scanning electron microscope) and an optical microscope to enable simultaneous observation of the scratch marks 29a to 29C using these observation means.
なお、第４図において、前記第１図および第２図におけ
る部材および部位等と同一ないし均等のものは、前記と
同一符号を以って示し重複した説明を省略する。In FIG. 4, parts that are the same as or equivalent to those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.
第４図中、３１は真空槽、３２は、ステージ部６ａが取
付けられた回転軸７を回転自在に支持する回転導入部、
３３は光学系、３４はＳＥＭである。In FIG. 4, 31 is a vacuum chamber, 32 is a rotation introduction part that rotatably supports the rotating shaft 7 to which the stage part 6a is attached;
33 is an optical system, and 34 is an SEM.
この実施例においては、ステージ部６ａの試料取付面は
所要角度に傾斜されており、前記第１図における直線運
動機構部は装備されていない。In this embodiment, the sample mounting surface of the stage section 6a is inclined at a required angle, and the linear motion mechanism shown in FIG. 1 is not provided.
圧子１９を停止させた状態で、傾斜して取付けられた試
験片５を回転させると、回転によって試験片５に対する
圧子１９の荷重を徐々に増加させることができ、一定の
直進速度で圧子１９を切込ませることができる。なおこ
のとき、スライダ１２により、圧子１９の直線送りを併
用してもよい。When the indenter 19 is stopped and the test piece 5 mounted at an angle is rotated, the load of the indenter 19 on the test piece 5 can be gradually increased by rotation, and the indenter 19 is moved at a constant linear speed. It can be cut in. Note that at this time, the slider 12 may also be used to linearly feed the indenter 19.
試験片５は、上記のように傾斜して取付けであるので、
侵入量、荷重および摩擦抵抗等の諸データの測定と同時
に、引っ掻き痕２９ａ〜２９ｃをＳＥＭ３４により観察
することができ、またその後においても検討することが
できる。Since the test piece 5 is installed at an angle as described above,
The scratch marks 29a to 29c can be observed using the SEM 34 simultaneously with the measurement of various data such as the amount of penetration, load, and frictional resistance, and can also be examined afterwards.
したがって、この実施例によれば、薄膜の摩擦、損傷の
メカニズムを、より一層的確に評価することができる。Therefore, according to this example, the mechanism of friction and damage to the thin film can be evaluated more accurately.
［発明の効果］
以上説明したように第１の発明の構成によれば、試験片
に対して同心円状に多重の引っ掻き試験を簡便に行なう
ことができ、また各円弧状の引っ掻き試験において圧子
の侵入量が正確に測定されるとともに、この侵入間に対
応した荷重および摩擦抵抗が同時に検出される。したが
って耐摩耗性薄膜や潤滑性薄膜等のトライボロジ特性を
高精度で且つ比較的簡便に評価することができるという
利点がある。[Effects of the Invention] As explained above, according to the configuration of the first invention, it is possible to easily perform multiple scratch tests concentrically on a test piece, and in each arc scratch test, the indenter is The amount of penetration is accurately measured, and the load and frictional resistance corresponding to the amount of penetration are simultaneously detected. Therefore, there is an advantage that the tribological properties of wear-resistant thin films, lubricating thin films, etc. can be evaluated with high precision and relatively easily.
また第２の発明の構成によれば、上記第１の発明の作用
に加えて、さらに薄膜と下地との間の密着力が精度よく
検出されるので、耐摩耗性薄膜や潤滑性薄膜等のトライ
ボロジ特性を一層的確に評価することができるという利
点がある。Further, according to the configuration of the second invention, in addition to the effect of the first invention, the adhesion between the thin film and the base can be detected with high precision, so that it is possible to detect the adhesion between the thin film and the base with high accuracy. This has the advantage that tribological characteristics can be evaluated more accurately.
而して、第１および第２の発明に係る薄膜トライボロジ
試験機は、工具等に用いる耐摩耗性硬質膜や機構部品用
の固体潤滑膜等の表面処理プロセスの研究開発、耐摩耗
性膜製品および潤滑膜製品等の品質管理または受入検査
等に適切に利用することができる。Therefore, the thin film tribology testing machine according to the first and second inventions is suitable for research and development of surface treatment processes such as wear-resistant hard films used for tools, solid lubricant films for mechanical parts, etc., and wear-resistant film products. It can be appropriately used for quality control or acceptance inspection of lubricating film products, etc.
第１図はこの発明に係る薄膜トライボロジ試験機の一実
施例を一部破断して示す側面図、第２図は同上実施例に
おける荷重・抵抗検出手段の斜視図、第３図は同上実施
例による試験片の引っ掻き痕を示す正面図、第４図はこ
の発明の伯の実施例を示す側面図である。
５：試験片、
６．６ａ：ステージ部、
８：回転機構部を構成するモータ、
１１：角度センサ、
１２ニスライダ（位置決め機構部）、
１５：直線運動機構部を構成するモータ、１６：直進ス
ピンドル、
１８：荷重・抵抗検出手段、
１９：圧子、
２１：変位計（変位測定手段）、
２２ａ、２２ｂ：第１の平行板ばね、
２３ａ、２３ｂ：第２の平行板ばね、
２４．２５：歪ゲージ、
２６：ＡＥセンサ、
２７ａ、２８ａ：試験片の回転中心、
２９ａ〜２９Ｃ：引っ掻き痕。Fig. 1 is a partially cutaway side view showing an embodiment of a thin film tribology testing machine according to the present invention, Fig. 2 is a perspective view of the load/resistance detection means in the same embodiment, and Fig. 3 is the same embodiment. FIG. 4 is a front view showing scratch marks on a test piece according to the present invention, and FIG. 4 is a side view showing an embodiment of the present invention. 5: Test piece, 6.6a: Stage section, 8: Motor constituting the rotation mechanism section, 11: Angle sensor, 12 Nislider (positioning mechanism section), 15: Motor constituting the linear motion mechanism section, 16: Linear spindle , 18: load/resistance detection means, 19: indenter, 21: displacement meter (displacement measurement means), 22a, 22b: first parallel leaf spring, 23a, 23b: second parallel leaf spring, 24.25: strain Gauge, 26: AE sensor, 27a, 28a: Center of rotation of test piece, 29a to 29C: Scratch mark.
Claims (4)
特性を評価する試験機であって、 被測定対象である薄膜の試験片を搭載・固定するステー
ジ部と、該ステージ部を所定の速度で回転させる回転機
構部と、前記試験片の表面を引っ掻く圧子と、該圧子を
前記試験片の面に垂直に直進運動させる直線運動機構部
と、前記試験片の回転中心に対する圧子の半径方向位置
を所要位置に位置決めする位置決め機構部と、前記試験
片に対する圧子の侵入量を検出する変位測定手段と、該
侵入量に対応した荷重および摩擦抵抗を検出する荷重・
抵抗検出手段とを有することを特徴とする薄膜トライボ
ロジ試験機。(1) A testing machine for evaluating properties such as hardness, lubricity, abrasion resistance, and adhesion of thin films, which includes a stage section on which a thin film test piece to be measured is mounted and fixed, and a stage section that a rotation mechanism that rotates at a predetermined speed; an indenter that scratches the surface of the test piece; a linear motion mechanism that moves the indenter in a straight line perpendicular to the surface of the test piece; a positioning mechanism for positioning the radial position at a desired position; a displacement measuring means for detecting the amount of penetration of the indenter into the test piece;
1. A thin film tribology tester comprising: resistance detection means.
方向と同方向の第１の平行板ばねおよび前記直進運動方
向と直交する方向の第２の平行板ばねが配設され、前記
第１の平行板ばねに摩擦抵抗検出用の歪ゲージが取付け
られ、前記第２の平行板ばねに荷重検出用の歪ゲージが
取付けられたものであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の薄膜トライボロジ試験機。(2) The load/resistance detection means includes a first parallel plate spring extending in the same direction as the direction of linear movement of the indenter and a second parallel plate spring extending in a direction perpendicular to the direction of linear movement of the indenter; Claim 1, characterized in that a strain gauge for detecting frictional resistance is attached to the first parallel plate spring, and a strain gauge for detecting load is attached to the second parallel plate spring. The thin film tribology tester described.
特性を評価する試験機であって、 被測定対象である薄膜の試験片を搭載・固定するステー
ジ部と、該ステージ部を所定の速度で回転させる回転機
構部と、前記試験片の表面を引っ掻く圧子と、該圧子を
前記試験片の面に垂直に直進運動させる直線運動機構部
と、前記試験片の回転中心に対する圧子の半径方向位置
を所要位置に位置決めする位置決め機構部と、前記試験
片に対する圧子の侵入量を検出する変位測定手段と、該
侵入量に対応した荷重および摩擦抵抗を検出する荷重・
抵抗検出手段と、薄膜の剥離または破壊に関する情報を
検出する手段とを有することを特徴とする薄膜トライボ
ロジ試験機。(3) A testing machine for evaluating properties such as hardness, lubricity, abrasion resistance, and adhesion of thin films, which includes a stage section on which a thin film test piece to be measured is mounted and fixed, and a stage section that a rotation mechanism that rotates at a predetermined speed; an indenter that scratches the surface of the test piece; a linear motion mechanism that moves the indenter in a straight line perpendicular to the surface of the test piece; a positioning mechanism for positioning the radial position at a desired position; a displacement measuring means for detecting the amount of penetration of the indenter into the test piece;
A thin film tribology tester comprising a resistance detection means and a means for detecting information regarding peeling or destruction of a thin film.
方向と同方向の第１の平行板ばねおよび前記直進運動方
向と直交する方向の第２の平行板ばねが配設され、前記
第１の平行板ばねに摩擦抵抗検出用の歪ゲージが取付け
られ、前記第２の平行板ばねに荷重検出用の歪ゲージが
取付けられたものであることを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の薄膜トライボロジ試験機。(4) The load/resistance detection means includes a first parallel plate spring extending in the same direction as the direction of linear movement of the indenter and a second parallel plate spring extending in a direction perpendicular to the direction of linear movement of the indenter; Claim 3, characterized in that a strain gauge for detecting frictional resistance is attached to the first parallel plate spring, and a strain gauge for detecting load is attached to the second parallel plate spring. The thin film tribology tester described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20971386A JPS6365337A (en) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | Thin film tribology tester |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20971386A JPS6365337A (en) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | Thin film tribology tester |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6365337A true JPS6365337A (en) | 1988-03-23 |
Family
ID=16577413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20971386A Pending JPS6365337A (en) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | Thin film tribology tester |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6365337A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5038625A (en) * | 1989-01-31 | 1991-08-13 | Seagate Technology, Inc. | Tribological head-disk interface testing system |
| JP2005201803A (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Mitsutoyo Corp | Method for evaluating adhesion force of thin film and hardness tester |
-
1986
- 1986-09-08 JP JP20971386A patent/JPS6365337A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5038625A (en) * | 1989-01-31 | 1991-08-13 | Seagate Technology, Inc. | Tribological head-disk interface testing system |
| JP2005201803A (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Mitsutoyo Corp | Method for evaluating adhesion force of thin film and hardness tester |
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