PVD（物理蒸着）コーティングの膜厚測定は、コーティングされた部品の品質と性能を保証する上で非常に重要なステップです。球面磨耗試験または微小磨耗試験は、特に0.3～30 µmのコーティングの厚さを測定するための効果的な方法の一つです。この方法では、コーティング表面に制御された小さな摩耗痕を作り、その痕の深さを測定してコーティングの厚さを決定します。以下では、この方法の重要な側面とその応用について詳しく説明する。
要点の説明
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球面摩耗試験または微小摩耗試験の原理
- この試験では、硬い球状の圧子（多くの場合、炭化タングステンやアルミナなどの素材でできている）を使用し、制御された荷重のもとでコーティング表面に押し付けます。
- 圧子を回転または振動させることで、コーティングに小さな円形の摩耗痕ができる。
- 摩耗痕の深さは、光学顕微鏡、プロフィロメトリー、走査型電子顕微鏡（SEM）などの技術を用いて測定する。
- コーティングの厚さは、摩耗痕の寸法と材料除去率を分析することによって決定されます。
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ディンプルグラインダー試験の利点
- 高精度:この方法は、特に0.3～30 µmの薄い被膜を高精度で測定できる。
- 非破壊性:この検査は小さな摩耗痕を作りますが、侵襲性は低く、部品に大きな損傷を与えることはありません。
- 汎用性:PVD、CVD、電気化学コーティングなど、さまざまなコーティングに使用できます。
- 簡易性:この検査は比較的簡単で、他の検査法に比べて複雑な装置を必要としない。
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試験の手順
- 試料調製:コーティングされた試料は、試験結果に影響を及ぼす可能性のある汚染物質を取り除くために洗浄される。
- 圧痕:球面圧子を所定の荷重で表面に押し付け、回転または振動させて摩耗痕を形成します。
- 測定方法:摩耗痕の深さと直径を適切な方法で測定する。
- 計算:コーティングの厚さは、摩耗痕の形状と材料特性に基づいて計算されます。
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この方法の用途
- この方法は、航空宇宙、自動車、工具製造など、正確な膜厚が重要な産業で広く使用されている。
- 特に、PVDやCVD技術で塗布された硬い耐摩耗性コーティングの膜厚測定に有効です。
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制限事項と考慮事項
- コーティング硬度:この方法は、圧子の材質と同等かそれ以上の硬度を持つコーティングに最適です。より軟らかいコーティングでは、明確な摩耗痕が得られない場合があります。
- 表面粗さ:粗い面や凹凸のある面は、測定の精度に影響を与えることがあります。
- オペレータースキル:この試験で正確な結果を得るには、慎重な取り扱いと正確な測定技術が必要です。
球面摩耗試験または微小摩耗試験の原理と手順を理解することで、製造業者や品質管理の専門家は、PVDコーティングの厚さを効果的に測定し、コーティングされた部品の耐久性と性能を確保することができます。
総括表
| アスペクト | 詳細 |
|---|---|
| 試験方法 | 球面摩耗試験または微小摩耗試験（ディンプルグラインダー試験） |
| コーティング範囲 | 0.3～30 µm |
| 主な原理 | 制御された摩耗痕を作り、その深さを測定する |
| 測定技術 | 光学顕微鏡、形状測定、SEM |
| 利点 | 高精度、非破壊、多用途、シンプル |
| 用途 | 航空宇宙、自動車、工具製造 |
| 制限事項 | コーティング硬度、表面粗さ、オペレーターのスキル |
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