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その場観察用応力負荷試験機【 ISL-T300/S500 】
活 用 事 例 Ver6.0

ISL-T300

ISL-S500

株式会社三弘コントローラ

商品企画部 担当：川瀬

URL、https://www.sanko-web.co.jp/pb/
TEL、052-735-8888

E-mail、kawase@sanko-web.co.jp

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電子顕微鏡(SEM)との組合せ｛ISL真空モデル｝○微視的その場観察による表面の疲労損傷挙動評価
・疲労寿命予測を高精度化できる・高い疲労特性を発現する新材料の開発に寄与できる○特殊鋼開発用

結晶方位分析

・電子線後方散乱回折（EBSD）法を活用○ゴム・CFRP・新素材の開発【専用コネクタ】

各種顕微鏡との組合せ｛ISL大気モデル｝○今までは困難だった、顕微鏡下の応力負荷時の経過観察が簡単に可能○設置は簡単！資料台（ステージ上）に乗せるだけ3

レーザー顕微鏡との組合せ「天然ゴム」

引張:0[mm]

引張:1[mm]

引張:2[mm]

引張:5[mm]4【解析値】
番号

Sq[µm]

Ssk

0mm

2.066

0.067

1mm

2.791

2mm
5mm

Sku

Sp[µm]

Sv[µm]

Sz[µm]

Sa[µm]

Sk[µm]

414.443

19.70234.145

1.599

4.907

2.377

2.18

-0.0193.468

18.68119.05437.735

2.185

6.752

2.922

2.931

3.193

-0.028

3.218

18.41820.42638.844

2.519

7.84

3.12

3.242

3.687

0.158

3.237

20.09119.37639.466

2.909

9.102

4.09

3.33

※パラメータ：Sz・Sa共に引張距離に応じて増加している（局所的にも全体的にも粗さが増している）

Spk[µm] Svk[µm]※オリンパス製、レーザー顕微鏡と組合わせレーザー顕微鏡との組合せ「OHPフィルム」

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引張:5[mm]【光学】

引張:3[mm]

引張:0[mm]【レーザー】※光学イメージでは捉えられない

引張:10[mm]引張:7[mm]

微細な変化をレーザーイメージで捉えることができる。
※光学とレーザーの比較ができる。

※オリンパス製、レーザー顕微鏡と組合わせX線透視装置との組合せ

6{コネクタとケーブルの延伸時内部変化のその場観察に}○コネクタとケーブル接続点の延伸による内部変化は、
X線透視装置を活用することで観察可能！延伸過程での内部変化をリアルタイムに目視観察できます
設置イメージ

応力負荷試験機 【ISL-T300】
・最大荷重 ：300N【 組み合わせ装置 】
・移動距離 ：最大30mm
三弘製：
・ﾁｬｯｸ間隔 ：2～32mm
応力負荷試験機・試験片厚さ ：1.5mm以下
ISL-T300・試験速度 ：0.08～8mm/min＋

Ｘ線透視装置 【SMX-1000】
・空間分解能：5μm
島津製作所製：・受光部傾動：最大60°
Ｘ線透視装置・最大出力：90kV（10W）
SMX-1000
・操作視野：約1.7～35mm
・拡 大 率 ：約8～161倍

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X線透視装置との組合せ{コネクタとケーブルの延伸時内部変化のその場観察に}
アプリケーション画面【 SMX-1000より】

荷 重 と 変 位
【 ISL-T300より】
ライトニングケーブル
603

荷重[N]
変位[mm]

502【変位：mm】【荷重：N】

403020110000観察イメージ①②51015【時間：sec】

2025

引張によりコネクタとケーブルの内部変化例③④⑤⑥30顕微ラマン分光との組合せ１｛PETフィルム｝

8※ナノフォトン製、ラマン顕微鏡と組合わせ顕微ラマン分光との組合せ２9○応力負荷試験中のひずみ測定が可能
・高い空間分解能：１㎛～・ひずみの絶対値が測定できる※ひずみゲージの場合：１００ ㎛～※ひずみゲージの場合：前後の相対値○炭素繊維のひずみ測定が可能
・直径５㎛の繊維一本の測定ができる※炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の強化剤として使用される炭素繊維は一本の直径が約５㎛ です○炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の界面はくり等の評価が可能※物質にレーザを照射した際に発せられるラマン散乱光のスペクトルがひずみによりピークシフトすることを利用した測定法です。
※この方法でひずみを測定するためには、材料に「ひずみに比例してラマンスペクトルのピークがシフトする」材料が必要です。

※参考資料：名古屋市工業研究所「顕微ラマン分光を用いた微小部ひずみ測定技術」

偏光測定装置との組合せ

10延伸過程での偏光の位相差、軸方位を定量評価○応力負荷中の「位相差・軸方位」を定量評価
・広範囲を高速に測定できる
・「位相差・軸方位」の応力負荷時の変化を捉える事ができる※フォトニックラティス製、複屈折評価装置と組合わせ11

偏光測定装置との組合せ

延伸過程での偏光の位相差、軸方位を定量評価
位相差 nm

軸方位 °1000900800700600500400300200100180160140120100806040200

位相差
軸方位

0102030

印加応力 N
１： 応力が元々の複屈折を打ち消す方向に働いている
２： 分子配向（軸方位）が応力印加により回転

３： 分子配向が回転することで、応力が複屈折を強める方向に変化※フォトニックラティス製、複屈折評価装置と組合わせ偏光顕微鏡との組合せ｛ポリプロピレンフィルム｝

12○ 金型で急冷されるスキン層と徐冷され球晶を形成するコア層で異なる観察像が得られている

2mm

Skin layerCore layer

1mm○ ひずみ20%までは、延伸にともなう幅方向の圧縮のみで、結晶構造に由来する変化はほとんど現れていない。しかし、ひずみが50%に達すると、コア層で色の濃い部分が増え、100%に達した際には、色の濃い部分が延伸軸に対して45度方向に連なり、せん断帯の形成を示す徴候が現れた。さらに、200%まで延伸すると、多数のせん断帯とともに、ネッキング部を中心に延伸配向する様子が観察された。
【ひずみ0％】【ひずみ10％】【ひずみ20％】【ひずみ50％】【ひずみ100％】【
ひずみ200％】13

変形量計測・ひずみ解析ソフトとの組合せ○ 応力負荷試験中の変形やひずみを解析可能

・２次元又は３次元で解析ができる
・ミクロ領域からマクロ領域まで計測ができる・顕微鏡やX線装置等の各種取得画像データから解析ができる！応力負荷試験⇒ 観察「画像取得」 ⇒ DICソフト：ひずみ解析
ひずみ解析結果

ひずみ解
析
結果①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫※GOM Correlate（フリーソフト）によるひずみ解析結果

14UDテープの評価解析
DIC装置との組合せによる負荷時の変位分布解析【試験状況】

【試験前】

【試験後】

ISL-T300※ダンテックダイナミクス社製、DIC装置と組合わせ15UDテープの評価解析【 破断１回目 】【 破断2回目 】

サンプルA 試験後画像※赤線はチャックのライン

・最初にオレンジ部の破断が発生。
同時に縦方向への亀裂も観察できる。
・次に緑部の破断が発生。
断裂が横断することで、完全な破断へと至っている。
※ダンテックダイナミクス社製、DIC装置と組合わせ顕微鏡・ハイスピードカメラとの組合せ{ 目視できない超高速な動きの「観察」と「ひずみ解析」に }○超高速な動きを詳細に観察できます○カメラで撮影された動画から高速ひずみ解析ができます
設置イメージ
応力負荷試験機 【 ISL-T300 】
・最大荷重 ：300N
・移動距離 ：最大30mm
・ﾁｬｯｸ間隔 ：2～32mm
・試験片厚さ：1.5mm以下
・試験速度 ：0.08～8mm/min

ハイスピードカメラ

ハイスピードカメラ 【 Miro C321 】
・総画素数：1920✕1080
・画素ピッチ：10μm・撮影速度：100～1480コマ／秒
・撮影時間：4.4秒（フル解像度、1480コマ／秒時）

顕微鏡

小型引張試験機※NOBBYTECH製、ハイスピードカメラと組合わせ16

顕微鏡・ハイスピードカメラとの組合せ{ 目視できない超高速な動きの「観察」と「ひずみ解析」に }カメラ画像

ひずみ解析画像【 引張：CFRP 】【 引張 ： フィルム 】【 3点曲げ ： シャーペン芯 】※NOBBYTECH製、ハイスピードカメラと組合わせ

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AEアナライザとの組合せ{ 目に見える前の「ごく初期段階の摩耗や亀裂、故障」を捉える }アコースティック エミッションとは？
個体が変形または破壊する際には、ひずみエネルギーを音波(弾性波)として放出します
この弾性波をAEセンサで検出し信号処理することで、破壊過程の評価が可能になります【 AEアナライザ 】

AE【 超小型AEセンサ 】※エヌエフ回路設計ブロック製、AEと組合わせ19

繊維／樹脂の界面接着性評価
主な繊維／樹脂の界面強度評価方法○フラグメンテーション法→繊維1本を樹脂シート中に埋め込んで硬化させ、その試験片の繊維方法に引張り負荷を加えた時の繊維が徐々に断片化した時の最終的な繊維長を計測して界面せん断強度を求める。

【模式図】
引張樹脂

○プルアウト法【模式図】→溶融した極小樹脂塊へ 単繊維を刺し込
引張繊維むようにして樹脂固化させ、 その後、単繊維を引き抜く手法である。
○マイクロドロップレット法→単繊維に樹脂玉（ドロップレット）をつけ、ドロップレットを固定したあとに繊維を引き抜く手法である。
※比較的広く実施されている試験法であり、研究者の手造り実験装置も文献からは多く見受けられます。
国内では本手法の専用装置が販売されています。

引張繊維樹脂【模式図】
ブレード
樹脂玉(ﾏｲｸﾛﾄﾞﾛｯﾌﾟﾚｯﾄ)

引張ブレード繊維

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低荷重測定
○ 最大荷重10 [N]の低荷重ロードセルにより小さな荷重（0.1 [N] 程度）も高精度に測定可能【 低荷重ロードセル設置：全体画像 】【 ロードセル部：拡大画像 】【 ロードセル部：拡大画像（抑えプレート取り外し：右側） 】

曲げ／圧縮治具「３点・４点・その他」

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チャック部への取付治具変更で対応可能（カスタマイズ可能）【 低荷重ロードセル と ３点曲げ治具 】！全固体電池など電池材料の評価に活用【 標準ロードセル と ４点曲げ治具 】

特注対応
標準モデルからの各種改造対応も可能※改造例（ロングストローク対応）：
チャック間隔：最大約125mm ｛ストローク最大：約120mm}※チャック部の改造：
対象試験片に合わせて特注改造※必要荷重に合わせたロードセル対応：
必要荷重に合わせて高･低荷重ロードセルを活用

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チャック部詳細◆チャック部の可動範囲「チャックエリア」■チャック間隔■「チャック間隔」は最小で2mm、最大で32mmで・最小：2mm ～ 最大：32（チャックのストロークが30mm）mm■ストローク■チャックの掴み寸法は以下の通りです。
・最大：30mm （両側合計で18mm）
・奥行：片側9mm
・ 幅 ：12mm
・高さ：1.5mm■チャックの掴み寸法

・奥行：片側9mm（両側で18mm）■ロードセルへの偏加重による誤差を防ぐため、
・幅：12mm
ワークは、荷重の中心が｢チャックエリア｣の・高さ：1.5mm
中央部にくるようにセットされることを推奨しております。

「チャック間隔」： 2～32mm (ストローク：30mm)◆チャック部の掴み寸法① 掴み奥行： 9mm②①(チャック間隔最小時のワーク寸法：20mm)② 掴み幅 ： 12mm
③ 掴み高さ： 1.5mm③(荷重精度を多少妥協すれば3mmまで可)■ロードセルへの偏加重による誤差を防ぐため、ワークは荷重の中心が「チャックエリ
■偏加重の影響を受けにくいワーク高さは1.5mm
ア」の中央部にくるようにセットされる事ですが、3mm程度までならば、チャック固定を推奨しております。
ネジの長さを変更することで、対応可能です。

■偏加重の影響を受けにくいワーク高さは■チャック面はサンドブラスト(#60)による滑り止め加工を施しております。
1.5mm以内ですが3mm程度までならば、チャック固定ネジの長さを変更する事で対応可能です。

■チャック面はサンドブラスト(#60)によるすべり止め加工を施しております。