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試験評価


 ファインセラミックスに関わる製造プロセスから特性評価試験技術の開発を行っています。これらの技術開発とともに外部のお客様からの依頼試験には、ファインセラミックス製品製造技能士資格を有するスタッフが対応し、また開発機器のご利用も頂いております。

・プロセス技術
 原料調整、成形、焼結、加工等の一連のファインセラミックス製造プロセス業務全般とそれに関連する粉体評価、化学分析、摩擦摩耗試験、表面分析を行っています。
 また、化学的手法を用いたセラミックス膜の作製と評価や複合材料の作製も行っています。

・評価技術
 ファインセラミックスの曲げ強さ、引張強度、疲労、クリープなどの機械的強度試験をはじめ熱特性、電気特性の試験を行っています。さらにこれらの試験評価方法の開発及び非破壊試験技術の開発を行っています。
 また、論文から特性データを抽出し、データベースとして提供しています。
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【プロセス技術】

加工損傷を低減した高寸法精度加工技術
イメージ セッティング精度・砥石の状態・加工条件を考慮することにより、加工の影響を抑制した試験結果を得ることを可能としました。また、加工性および加工表面の評価技術の開発を進めています。
研究成果
加工損傷を低減した高寸法精度加工技術
加工性評価技術:研削抵抗測定 NEW
加工表面の評価技術:非接触表面粗さ測定 NEW
主な使用装置
平面研削盤 (ナガセインテグレックス・SGE520E2), 平面研削盤 (岡本工作機械・PSG63-EX), 高精度スライサー (黒田精工・GS-52NC), 非接触式表面粗さ計 (菱化システム), X線残留応力測定装置 (リガク・RINT-2000), 曲げ試験機 (Instron万能試験機5582)
冷凍チャックシステム固定法の開発
イメージ 従来技術では、加工が困難である多孔質材料に対して、冷凍チャックシステム固定法を用いた加工技術を開発しました
研究成果
冷凍チャックシステム固定法の開発 NEW
主な使用装置
冷凍チャックシステム (五味産業) 付き平面研削盤 (岡本工作機械・PSG52-DX)

減圧から超高圧までの雰囲気制御焼成技術
イメージ 減圧(5×10-4Torr)焼成、Ar,N2ガスによる常圧から超高圧(2000気圧)までの雰囲気焼成および大気雰囲気焼成が可能です
研究成果
減圧から超高圧までの雰囲気制御焼成技術
主な使用装置
熱間静水圧プレス (HIP) (神戸製鋼所・SYSTEM20J), ハイマルチ10000 (富士電波工業), 大気雰囲気高温炉 (モトヤマ・SH2525E), スーパーカンタル炉 (中外エンジニアリング・HST-180-17BC)



【評価技術】

レーザフラッシュ法による高精度熱拡散率測定
イメージ 熱伝導特性のひとつである熱拡散率を、レーザ光の均一化、放射温度計の目盛り付けなどの技術導入により、高精度に評価できます。この測定を用い、熱拡散率標準物質の開発も行っています
研究成果
レーザーフラッシュ法による熱拡散率測定の高精度化
コーティング材料の熱拡散率測定用標準試料 NEW
主な使用装置
LFA−501(京都電子工業製)
各種セラミックス材料の熱膨張率評価
イメージ 材料の熱膨張率を、標準試料との比較により試料の膨張量を求める示差膨張方式(室温〜1400℃)、または、レーザ干渉法で試料の膨張量を直接測定する方法(室温〜700℃)により評価します。各種雰囲気下(Air、Ar、N2など)での測定が可能です
主な使用装置
DIL 402C(NETZSCH製), LIX-1(アルバック理工製), Thermoflex 8141BH(リガク)

X線差分画像処理法によるセラミックスの非破壊検査技術
イメージ X線や超音波を用いて材料内部の欠陥を非破壊により高分解能で検出・計測する技術を開発しています。【X線差分画像処理法】を開発し、高速且つ高感度に欠陥を検出する手法を開発致しました。現在、20μm以下の欠陥を検出することができました。また、【液体マスク】との併用により複雑形状品の検査が可能になりました
主な使用装置
マイクロフォーカスX線透視システム, X線透視画像処理装置(UH-12)

学術情報データベース
イメージ セラミックス関連の論文から、ファインセラミックスに関する組成と特性データを抽出し、データベース化しました。現在25,000物質のデータが収録されています

現在モニタ公開中
PDFマニュアル (156kバイト)
問合せ先 fcdb@jfcc.or.jp)
概要
学術情報データベース (Fine Ceramics Data Base : FCDB)
モニタ入口
生データ・データベース
イメージ セラミックスの製造から焼結体までの各種評価試験データの生データを実験により取得し、データベースを構築しました

現在モニタ公開中
PDFマニュアル (417kバイト)
問合せ先 fcdb@jfcc.or.jp)
概要
生データ・データベース (Fine Ceramics Original-data Data Base : ORDB)
モニタ入口



プロセス技術にかかわる保有機器
製造プロセス関連機器

小型スプレードライヤー (大川原化工機・CL-8)
装置写真 大気、不活性雰囲気での噴霧乾燥が可能な、比較的小型のスプレードライヤーです(スラリー量5営度まで)

防爆型振動乾燥機 (中央化工機・VU45)
装置写真 減圧下で振動を加えながらの乾燥が可能な、防爆型乾燥機です(スラリー量5営度まで)

加圧脱脂炉 (東海高熱・TJー400III)
装置写真 大気、不活性雰囲気または減圧下で500℃まで加熱可能な脱脂専用炉です

冷間静水圧プレス (CIP) (神戸製鋼所)
装置写真 Φ300×L400mmの圧力容器内に試料をセットし、294MPaまで静水圧加圧ができます

熱間静水圧プレス (HIP) (神戸製鋼所・SYSTEM20J)
装置写真 Φ100×L200(最大)mmのルツボに試料をセットし、アルゴンまたは窒素ガスを用い、 2000℃ 、196MPaまでの高温、高圧中での熱処理が可能です

ハイマルチ5000 (富士電波工業)
装置写真 Φ110×L90mmのルツボを用い、不活性雰囲気または減圧下で2200℃までの焼結が可能です。また、ホットプレス用治具を用い490MPa加圧のホットプレス焼結も行えます

ハイマルチ10000(富士電波工業)
装置写真 Φ170×L160mmのルツボを用い、不活性雰囲気または減圧下で2200℃までの焼結が可能です。また、ホットプレス用治具を用い980MPa加圧のホットプレス焼結も行えます

大気雰囲気高温炉 (モトヤマ・SH2525E)
装置写真 W250×H250×L250mmの加熱室内に試料をセットし大気中で1650℃まで加熱可能な炉です

スーパーカンタル炉
(中外エンジニアリング・HST-180-17BC)
装置写真 W600×H500×L600mmの加熱室内に試料をセットし大気中で1600℃まで加熱可能な比較的大型の炉です
 

加工関連機器

平面研削盤 (冷凍チャック仕様含む4台)
装置写真 平面研削盤
ex.ナガセインテグレックス製
型式:SGE-520SLD2-E2
砥石軸油静圧超低振動仕様
最小切り込み量:0.1μm
主な用途:
・平面加工、溝加工

非接触表面粗さ計
装置写真 菱化システム製
検出器:走査型単色干渉方式(面解析)
分解能:0.001μm
測定領域(最大):815.6×622.9μm/視野
解析ソフト:Micromap
主な用途:・表面粗さ測定

精密スライサー (2台)
装置写真 精密スライサー
東芝機械製
型式:USM-200B
エアースピンドル仕様
最高回転数:50,000rpm
主な用途:
・精密切断加工
・微小スリット、ノッチ加工

ラッピングマシーン (2台)
装置写真 ラッピングマシーン
エンギス製
定盤:粗/銅、仕上げ/錫鉛
スラリー:ダイヤモンド
粒径:
粗/6μm, 仕上げ/0.5μm
Ra=0.001μm可能
主な用途:
・鏡面加工

マシニングセンタ
装置写真 森精機製
型式:SV-400
最高回転数:12,000rpm
主な用途:
・内径加工
・穴あけ加工
・平面加工、溝加工

光学式倣い研削盤
装置写真 テクノワシノ製
型式:GLS-135AS
主な用途:
・倣い加工
ex.引張り試験片
クリープ試験片など

スライサー (2台)
導電特性測定装置 スライサー
黒田精工製
型式:GS-52NC
主な用途:
・切断加工

ダイヤモンドバンドソー
装置写真 アンドソー製
型式:TA-600HA
ダイヤモンド電着砥石仕様
主な用途:
・切断加工

万能工具研削盤 (2台)
装置写真 万能工具研削盤
ex.松澤製作所製
型式:MZ-8BZ
主な用途:
・円筒加工

粉体特性関連機器

真密度/オートピクノメーター1320 (micromeritics)

ゼータ電位希薄系/MODEL 501(PEN KEM)

ゼータ電位濃厚系/ESA8000(MATEC)

X線透過法/セディグラフ5100 (micromeritics)

遠心沈降法/SA-CP3(島津製作所)

電気的検知帯法/Coulter Multisizer(日機装)



試験技術にかかわる保有機器

画像解析変位測定器(東伸工業株式会社 VAD-2R)
装置写真 非接触式の変位測定器で、被測定物の状態変化を直接高分解能CCDカメラでとらえ、専用画像処理コンピュータで変位量として演算し、出力します。
・測定範囲: 0〜10mm
・標点間: 10〜30mm
・分解能: 1μmm
・精度: ±5μmm
・サンプリング速度: 10回/sec
・出力速度: 1回/10sec〜1回/50sec

高温型精密万能材料試験機(インストロン 4505)
装置写真 JIS R 1601,1604に準ずる曲げ強さ試験を行えます。
雰囲気を保持したまま、12本の試験片を連続して試験可能です。
・荷重負荷方法: ボールねじによる変位制御
・最高試験温度: 1500℃ ・ 雰囲気: 窒素、アルゴン、真空 ・ 試験方法: 4点または3点曲げ

疲労試験装置 (MTS 810)
装置写真 平板形状の試験片の引張り試験および疲労試験を、室温から大気中1500℃まで行えます。
・荷重負荷方法: 油圧による荷重および変位制御
・最高試験温度: 1500℃
・雰囲気: 大気中
・試験方法: 引張り および圧縮

高温弾性率測定装置
装置写真 JIS R 1602、1605に準じた曲げ共振法による弾性率の測定が行えます。
板形状の試験片をアルミナ繊維で吊り下げ、繊維を通して試験片を振動させたときの共振周波数から弾性率を算出して出力します。
・最高試験温度:1400℃
・雰囲気

超微小硬さ試験システム
(株式会社フィッシャー・インストルメンツ フィッシャースコープ H-100)
装置写真 最小荷重0.4mNで試験片にダイヤモンド圧子を押し込むことが可能で、薄膜の評価に対応可能です。
また、荷重負荷、除荷時の荷重−変位挙動を記録することができ、ユニバーサル硬さ、ヤング率も測定可能です。
・荷重設定範囲: 0.4mN〜1N
・押し込み深さ測定精度:±2nm ・ 最大押し込み深さ: 700μmm

高分解能X線CT装置(BIR製 ACTIS3+ 仕様)
装置写真 非破壊で10μmの分解能で物体の断面観察できるX線CT装置です。1回の撮影で連続した100枚の断層像を得ることが可能であり、ここで得た多断層データによる3次元構造解析ができます。
・管電圧: 0〜200kV(鉄20mmまで可) ・空間分解能: 約3μm
・撮影方法:多断面同時撮影またはオフセット撮影
・最短撮影時間: 約1分
・サンプルサイズ:φ130mm×150mmL

導電特性測定装置(西山製作所製)
導電特性測定装置 四端子法による電極、電解質及びセラミックス材料の導電特性評価が可能。
室温から1400℃までの温度範囲、各種雰囲気中での測定が可能です。3台所有

MCFC,SOFC関連装置

超音波探傷装置 (Flexscan)
装置写真 超音波探触子より超音波を送信し、試料内部にある欠陥で反射した反射波を捉え、2次元走査して試料内部の欠陥を検出します。
・周波数帯域: 1〜300MHz ・走査領域:400×400×150mm
・最小送りピッチ:1μm
・スキャン軸数: 4軸+2軸(手動)

マイクロフォーカスX線透視装置 (UH-12)
マイクロフォーカスX線透視装置の概略図
試料内でのX線吸収の違いにより微細な空隙等を検出する装置です。X線画像処理装置(UH-12)により差分処理を行い、内部の20μmの空隙欠陥を検出することが可能。
・管電圧: 0〜200kV(鉄20mmまで可) ・欠陥検出能: 20μm(窒化ケイ素20mmt中)
・画像処理枚数: 1〜32768枚気

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