ビッカース硬さ圧子形状の広範囲検証に関する研究（第3報）微小平面に対する光学的角度測定顕微鏡装置の開発

摘要

硬さ試験は産業界で広く使われている材料試験方法であるが、正しい測定値を得るためには、試験機を正しく校正された状態で使用することが不可欠である。特に圧子の形状は硬さ値に直接影響する重要な因子であるが、微小な三次元形状を正確に測定·検証することは容易でない。ビッカース硬さ試験は押し込み深さが変わっても常に相似形状のくぼみが形成されるため、幅広い試験力、幅広い硬さ範囲での試験が可能であることを特徴としている。近年、被測定物の微小化·薄膜化にともない圧子進入量の小さいマイクロビッカース試験やナノインデンテーション試験が多く用いられるようになってきている。マイクロビッカース硬さ試験に用いられるダイヤモンド圧子の検証は、試験時の押込み深さを考慮すると圧子先端近傍の数十μm 程度の微小領域における幾何形状を測定することが必要である。しかしながら、今日用いられている方法は、数百μm程度の比較的大きな測定面を必要とするものや、観察倍率を上げると十分な角度の測定精度が得られないものなど小さな平面の角度を高い精度で測定する方法がない。そこで本研究では、顕微鏡光学系にレーザ光をプローブとした角度検出機構を組み合わせた測定装置の開発と評価を行った。