超強化処理判定

ガラスなどのアモルファス脆性材料の表面を強化すると強度が飛躍的に上がり様々な場面で利用可能となります。スマートフォンや薄型テレビの画面、時計やウエアラブル機器のグラス部、自動車や航空機のウインドウなどに使われています。強化処理の目的は耐傷つきにくさ、高強度化、軽量化などがあり、透明なガラスなどに付加されることで用途は広がっています。

強化の方法は物理強化法と化学強化法があり、いずれも表面部に圧縮残留応力を付与することで成り立っています。これら処理された材料の強化度合いや強化深さを機械特性として試験するのは、脆性材料で且つアモルファスであることから技術的に困難とされています。これはガラスの資質として微小な損傷点から応力度合により急速にクラックが伝播して大きな破壊につながることによります。

精密に機械特性を試験するには、クラック伝播を起こしにくい極小損傷や外部からの連続応力を加えない方法が求められます。このようなメカニズムを持った粒子エロージョン法は損傷に及ぼす単位が粒子の持つエネルギーになり、衝突した後は応力がなくなるという特徴があります。

この技術を高度に応用した試験法にMSE試験法があります。超微小粒子が利用でき、高度に損傷量を制御し、その損傷量を数値化することでエロージョン強さを表面から深さ方向の分布として可視化できる特徴を有しています。これまでのガラスはもとより形状ガラスや色つきガラスにも対応できることからガラス強化分野の研究・開発・品質保証・トラブルシュートの現場で利用されています。

強化処理判定の試験事例