JULY 2012

特性X線強度(CPS)

JFEテクノリサーチ株式会社

No.32

Fe-K
A

Nd-L
Pr-L
Cu-K

粒界相AB

C[110] axis

AB

2nm

B(粒界相)

CC

5nm

near [120] axis

図1 市販ネオジム磁石の高角度暗視野（HAADF）像（写真）、粒界を挟んだEDX線分析結果（上図）

Nd[110]FeB

図2 結晶粒Aの黄色枠内（図1）の拡大
写真（上）と[110]方向からみた主相の結晶構造モデル（下）

収差補正走査透過電子顕微鏡による高分解能組織観察〜希土類磁石の主相結晶粒界の観察〜
Grain Boundary Observation of Rare Earth Permanent Magnet with Cs-STEM
収差補正走査透過電子顕微鏡の特徴

ネオジム焼結磁石の粒界構造解析に示す(110)方向からみた構造モデル

試料をナノスケールで観察・分析す

ネオジム磁石は、次世代自動車やと一致しています。主相粒界Bは、幅るには、透過電子顕微鏡（TEM）を用省エネ家電のモーターへの用途におい約5nmにわたりNdが両側のA,C粒よりいることが一般的です。しかし、カメて、需要が著しく増加しています。こ

高いことから、Ndリッチ相が存在してラなどの光学機器とは異なり、TEMの磁石は主相（Nd2Fe14B）、Nd（ ネオジいます。さらにPr（プラセオジム）、Cu

ではレンズ収差を取り除くことができム）
リッチ相、Bリッチ相から構成されの濃化も認められます。この粒界相のず、1nm以下の微細構造を高画質で観る複相多結晶物質で、保磁力は主相HAADF像には規則的な配列コントラ察したり精度良く分析することは困難の粒径や粒界構造に依存して大きく変ストが見られず、電子線回折パターンでした。近年、対物レンズの球面収差化することが知られています。図１はにはブロードな回折リングとかすかなCsを 補 正し、0.07nm径 の 電 子 線 を試主相の結晶粒界を200kVのCs-STEMでスポットしか見られないことから、非料上で走査させながら、観察・分析で拡大した高角度暗視野（HAADF）像お晶質と微結晶の混合組織であることがきる収差補正型走査透過電子顕微鏡

よび黄線に沿ったEDX線分析結果とわかります。このように最先端の分析（Cs-STEM：Cs-Scanning TEM）
が開発さ

A ～ C位置の電子線回折像を示します。

技術を活かし、様々な分野のご要望にれました。電子材料や機能性材料など、HAADF像では平均原子番号の二乗にお応えいたします。

界面のナノスケール構造制御が必要な比例したzコントラストが得られるた

お問合せ先：ソリューション本部（川崎）

分野では、必須の分析装置になりつつめ、従来のTEM像に比べて原子配列のナノ材料評価センターあります。

推定が容易になります。結晶粒Aの白点はNd原子、灰色点はFe原子で、図2

前田 千寿子c-maeda@jfe-tec.co.jp

Elemental Mapping Analysis with LA-ICP-MS

LA-ICP-MSによる元素マッピング分析技術

元素マッピング分析には、照射レーる｣ という特徴があります。金属（鉄鋼）

ザーの走査方法により、①グリッドオブ試料のマッピング分析例を図に示しま

京浜事業部 工程分析部

スポット、②ラスタースキャンの2種類す。マッピング像では、マンガン（Mn）があります。前者は位置分解能に優れ、含有量1％の濃度差が明確に確認するこ

大澤 弘幸

h-osawa@jfe-tec.co.jp
はじめに後者はマッピング領域を広域にすることができ、標準物質との比較により定量とが可能であるという特長を有していまも可能です。また、リチウム（Li）やほうレーザーアブレーション−誘導結合プす。レーザー照射径と位置分解能、感素（B）といった軽元素に対する感度が高ラズマ質量分析法（以下LA-ICP-MS）は、度、マッピング面積は密接に関係しておいことも大きな特徴です。

固体試料をそのまま分析できる高感度なり、お客様の調査目的に応じてご提案さ方法です。特に、サンプリングや酸分解せていただきます。

本分析法は、材料の電導性・非電導性に係わらず固体試料全般に適用可能でといった前処理が困難な局所を分析す

LA-ICP-MSを用いる元素マッピング

すので、元素分布状態の ｢見える化｣ 手る場合や、微小試料などの分析におい分析には、｢高感度であり定量性に優れ法の一つとして、是非ご検討下さい。て有効な手法です。これまで、電子部品化学分析用標準物質を混合し、加圧成形･樹脂埋め鏡面研磨した合成試料。の半田に含まれる元素の定量分析やプリント基板端子のめっき部の深さ方向の定55

Mn60

Ni性分析などで、多くの実績があります。
元素マッピング分析
従来のLA-ICP-MSを使った元素の定性分析は、単純な質量スペクトル測定、高速度鋼(a)合成試料外観

Alリング部

Mn 0.33％

深さ方向の元素分布測定、線方向の元Ni 0.053％

素分布測定といった一次元の分析でした。それに対し｢二次元（面）の元素分布SUS 316

状態を知りたい｣というお客様からの強い要望があり、新たにマッピング分析手

Mn 1.34％
Ni 10.62％100μm(b)分析位置拡大画像(濃度は化学分析値)法を開発いたしました（図）。

図(c)マッピング像

金属試料のマッピング分析例

High Speed Friction Test

高速摩擦摺動試験

また押 付 荷 重は、0.6 〜 18.6kN（60

不具合発生を予測することができます。

～高速で摩擦係数を測定する試験機の紹介～
ソリューション本部（西日本）材料評価部

海津 享

s-kaizu@jfe-tec.co.jp〜 1900kgf）
までの範囲で変化させるこ

ここでは、このようなニーズにお応えするための高速摺動試験装置（写真1）とができます。
図1に冷延鋼板と金型製作に用いらについてご紹介いたします。
高速摺動試験装置は、被加工材に摺れた鋼材との摺動試験により得られた

環境保全の観点から、自動車の低動金型を一定の力で押付け、金型をス押付荷重、引抜荷重および算出した摩燃費化、引いては車体の軽量化の動き

ライドさせたときの荷重を測定すること擦係数を示します。この図から、あるが加速しています。その際、普通鋼をにより、摩擦係数を算出する装置です。

特定の摺動範囲における平均摩擦係数を算出することもできます。

用いる場合と比較して590MPa級の高当該装置は、最大10m/minの高速で張力で板厚の薄い鋼板が使用されます

試験することができます。また様々な

このように、高速摺動が可能な試験が、金型成形時に割れ・しわが発生しや形状の押付治具を備えており、種々の装置を用い、様々な面圧、潤滑条件、すく、また、硬い素材であるため金型面圧試験に対応することができます。

金型形状の試験を実施することにより、寿命が短くなるという問題があります。

さらに潤滑油や金型の形状、表面性状お客様の摺動性改善や金型寿命延長なそこで、前記素材の開発・生産性の高い等を変化させることも可能です。

どの技術開発をご支援いたします。

金型の製作および高速プレス条件の選5.0たいというニーズが高まっています。

4.0荷重（kN）

このようなニーズに対応する上での有効な評価指標は摩擦係数になります。
摩擦係数は、お互いの表面状態（表面引抜荷重（kN）

2.00.100.050.00020406080100120ストローク（mm）

写真1 高速摺動試験装置

20.500.450.40
0.350.30
0.25
0.200.15

3.00.0の有無、その種類などにより変化しま
金属成形加工時に破断やシワなどの摩擦係数1.0

粗さ、めっきの種類など）や表面潤滑剤す。摩擦係数の値を知ることによって、押付荷重（kN）

図1 摺動試験結果の例

140

摩擦係数定に当たって、摺動性を詳細に評価しStructural Per formance Evaluation Tests for the Development of Mechanical Joints Appliance for Steel Pipe Piles

鋼管杭の機械式継手開発
における性能確認試験～公的審査に対応して～性能、地震時に加わる圧縮力や水平力種の試験の実績があり、公的評価機関等に対する性能確認が求められます。の性能審査に対応した適切な試験のご

機械式継手に対する性能確認試験の例提案が可能です。

ソリューション本部（川崎）構造性能部

写真1にねじり耐力確認試験の様高野 公寿子を示します。施工時に加わるね

k-takano@jfe-tec.co.jp

じり力に対して余裕のあるねじり

機械式継手

地震力

耐力を保有していることが求めら
ねじ込み施工鋼管杭れます。写真2に水平力に対する性

はじめに近年戸建て住宅の基礎を造成する際能確認試験の様子を示します。地に図1に示すような排土を伴わないねじ震によって住宅が揺れた場合の水込み施工の鋼管杭が用いられるケース

平力と曲げ力に対する性能を確認が増えており、多数の施工法が開発さします。

建物荷重

曲げ力
水平力

ねじり力
軸力

当社では、これらの試験以外に、れています。施工現場での鋼管杭の接合には一般的に溶接が用いられますが、鋼管杭の機械式継手に対して、せん

戸建て住宅の基礎のように施工が小規

断、圧縮、引張、正負交番曲げ等各
図1

模の場合は、品質管ねじ込み施工鋼管杭理が簡単で溶接工が不要な機械式継手が水平力好まれます。機械式

荷重継手の採用には、公的評価機関による性曲げ力ねじり力
機械式継手能証明が必要で、施機械式継手工時に継手に加わる
写真1

ねじり荷重に対するねじり耐力確認試験

写真2

水平力に対する性能確認試験

Speeding Up of Image Processing System by GPGPU ( 2 )GPGPUによる画像処理システムの高速化(2)数十の画像に細分化し、それぞれについう条件下で、文字部に入れた線欠いてパターンマッチング処理を行うこと

陥や小数点の有無を検出することが～印刷文字欠陥の高精度検出システム～

により、局所的な画像ズレ、および微できました（図2）。これは従来と比較

計測技術本部 画像検査機器部

少な傾きを補正します。大きな傾きのして約十倍の処理能力向上になって

金子 鏡一

補正には、傾けた基準画像を用意しています。

k-kaneko@jfe-tec.co.jp

b. 高速処理化
欠陥検出とは一般的に基準画像と検査画像との差薬品の取り扱い説明書のようなより高上 記 の 方 式 に 従 った 処 理（画像演算・画像移動・画像変換およびパターン分を取って、欠陥を検出する方式が用マッチング 処 理 ）を行う

いられています。一致する部分は全てGPUの並列化演算プログ消去されるため、欠陥のみが抽出されラミングを開発することるというものです。しかしながら、文により能力を最大限発現

字を対象とした場合には、画像に位置させ、高速処理を可能とズレが少しでもあるとうまく一致するしました。

部分を消去することができないため、適用例欠陥検出精度が低下します。

精細な印刷物における欠陥検出などへの適用も考えられます。
検査PC-1

カメラリンクカメラ

フレームグラバ
カウンターボード
DIOボード（検査用紙）
GPUボードLEDライン照明

上位と接続

紙面の移動速度と同期

今回、画像の位置合せを高精度に行させて、ラインセンサカ

い、文字欠陥を検出するGPU用のソフメラから画像を取り込み、トを開発しました。今後、印刷におけGPUを搭載したPCで、各る文字検査の高速・高精度化が期待さ補正処理を行った後、基れます。

準画像との差分を取って文字欠陥高精度検出ソフト

欠陥を抽出する処理を行

a. 位置合せの高精度化

いました
（図1）
。

基準画像との位置合せは検査画像を従って、小さな文字で印刷される医位置合せを行う方式を採用しています。

その結果、高速搬送と3トリガ信号エンコーダ信号

図1

印刷文字検査処理システム

基準画像

検査画像
図2

欠陥検出画像文字部欠陥検出例

Wave-Based Nondestructive Testing Technique

波動を応用した非破壊検査技術

拡散接合を用いた微小内部きず試験片り、きずの深さ位置も任意に指定可能の製作です。図1にはφ50μmの微小円形平金属材（ ベ ー ス 材 ）表 面 に φ20 〜

面きずの超音波による探査映像を示し

計測技術本部 光波センシング部

100μmのドリル穴を開け、この面に別ます。良好な円形平面きずの像が得ら

高田 一の金属材（蓋材）を密着させて、拡散接れています。

合させることにより微小内部きずを有おわりに～高周波探傷用微小内部きず試験片～
h-takada@jfe-tec.co.jp

はじめにする高周波探傷用基準試験片を（株）昭当試験片は、上述した感度設定用途

和製作所殿と共同開発しました。φ20のほか、非破壊試験装置や超音波プ〜 50μmでは、ドリル穴を平底穴としローブの性能評価、および研究開発用超音波を用いた材料内部の非破壊検て加工するのは困難ですが、ドリル穴の模擬検出ターゲットとしてご使用頂

査、特に探傷試験においては、所定形の開口部分に別の板で蓋をして、そのくことができます。また、きずは外部状の人工きず（主に円形平面きず）を導入

蓋材とベース材とを拡散接合すると、環境から遮断されていますので、変形した基準試験片を使って事前測定を行蓋の直下にφ20 〜 50μmの微小円形したり、腐食して形状が劣化することいエコーのレベルを把握し、それを基準平面きずを形成させることができますはありません。なお、当試験片は当社にして測定感度を設定する方法がとられ（図1）。蓋材の厚さを変えることによが販売しております。ています。しかし、円形接合面

平面きずとして用いられる平底穴（底が円形で平φ30μm坦な穴）加工試験片の穴

φ50μm
φ100μm 厚さ：任意φ20μm

径は通常φ100μmが限界

蓋材であり、周波数25MHz以空間10mm標準上の超音波集束ビームを50μm用いた高感度測定で必要25mm標準とされるφ50μm以下の微100μm（きずの配置図）

小円形平面きずの導入は図1

困難でした。

ベース材（超音波映像例） （断面写真例）
標準的な試験片の形状

お問い合わせ先【ソリューション本部（千葉）】【営業本部】

TEL:043-262-2313 FAX:043-262-2199【大阪営業所】【営業総括部】
TEL:03-5821-6811 FAX:03-5821-6855

TEL:06-6459-1093 FAX:06-6459-1099
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TEL:03-5821-6811 FAX:03-5821-6855

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TEL:044-322-6208 FAX:044-322-6528

TEL:078-304-5722 FAX:078-304-5723

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倉敷 TEL:086-447-4621 FAX:086-447-4618

福山 TEL:084-945-4137 FAX:084-945-3989【九州営業所】
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TEL:043-262-4181 FAX:043-262-2665

山口支所

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TEL:052-561-8630 FAX:052-561-3374
知多支所
TEL:0569-24-2880 FAX:0569-24-2990

TEL:0835-27-1011 FAX:0835-27-1012【土壌環境部】
営業グループTEL:044-322-6537 FAX:044-322-6528【ビジネスコンサルティング本部】
東

京 TEL:03-3510-3384 FAX:03-3510-3476

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詳しくは、当社ホームページでhttp: // www.jfe - te c.co.jp◆このパンフレットの送付中止、宛名変更は jfetecsalesmarketing@jfe-tec.co.jp へご連絡ください
茂JFE-TEC News 〈 2 0 1 2 〉 発行人／高野
発行所／JFEテクノリサーチ株式会社 営業総括部

No.32

2012年7月発行©JFE Techno-Research Corporation 2012〒111-0051 東京都台東区蔵前2−17−4（JFE蔵前ビル3F）
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