July 2014

JFEテクノリサーチ株式会社

No.40

写真1 クリープ試験機（上：全景、右：加熱炉）

図1 CFRP引張クリープ曲線の一例（上：全域、下：初期ひずみ域）

樹脂・複合材料評価センター（2）炭素繊維強化型複合材料のクリープ変形特性解析
Analysis of Creep Deformation Characteristics of CFRP
CFRP（Carbon Fiber Reinforced

し、一般的な樹脂用クリープ試験機でことを可能としました。
種々の負荷モード・試験条件への対応

Plastics）は、熱硬化性もしくは熱可塑は、高強度、高剛性を有するCFRPの性マトリクス樹脂を炭素繊維で強化クリープ変形を高精度に評価することした複合材料です。金属材料と比べ、が困難でした。一方、金属用クリープ引張剪断（接着継ぎ手）等、種々の負荷優れた比強度（単位密度当りの引張試験機では、CFRPの使用環境であるモードによるクリープ変形の高精度強度）と比剛性（単位密度当りの剛性）低温域での温度制御や、試験片つかみ評価も可能です。また、超低荷重（0.5Nを有し、近年、自動車、鉄道、船舶、部の変形等に問題がありました。
クリープ変形の高精度評価技術程度）や非接触変位測定、箔試験片等、航空機、電気電子機器類の構造・強度部材への適用が拡がりつつあります。

当社では、これらの問題点を解決それに伴い、生産性向上、コスト低減するため、金属用クリープ試験機をを目的として、マトリクス樹脂の特性ベースに（写真1）、その低温域での改善、炭素繊維の形態・配置の最適化、温度調節精度を向上させ、さらには新成形方法等の開発が積極的に推進さ試験片つかみ部変形を抑制する保持れています。

機構を開発しました。そして、①試験

従来のクリープ試験機を用いた

温度：40℃〜 400℃（±1.5℃：電気加熱

変形特性解析の問題点

式縦型管状炉）、②変位測定：分解能

引張クリープ特性の他、圧縮、曲げ、お客様の特殊なご要望にも個別に対応させていただいておりますので、お気軽にご相談下さい。

お問合せ先：

CFRPも 金 属 材 料 と 同 様 に、 一

2μm（リニアゲージ等）、③荷重：最大定応力が長時間負荷された時に30ｋN、を実現することにより、CFRP

西本 清治

クリープ変形が生じます（図1）。しかのクリープ変形解析を高精度に行える

s-nishimoto@jfe-tec.co.jp

ソリューション本部（千葉）材料評価部

Latest EBSD Analysis: Wide Area Imaging Using Long Depth of Focus Mode

微細構造を明らかにする
物理解析(13)～広領域測定によるEBSD解析～
ソリューション本部（川崎）ナノ材料評価センターを有し、mmオーダーの広領域の結晶組織を同時に観察することも可能です。

方位解析が必要となっています。

おわりに

当社では、深い焦点深 度が 得られ当社では、LDFモードと通常モードとる光学系(以下LDFモード)を搭載したを使い分けることにより、mmオーダー

今 温希

FE-SEM装置を導入し、広領域のEBSDの広領域からμmオーダーの微小領域

a-kon@jfe-tec.co.jp

測定を可能としました。EBSD測定はまで、幅広い結晶方位解析にお応えでサンプルを70°傾斜させて測定を行うたきるようになりました。お気軽にお問いめ、通常モードでは焦点深度と像歪みの合わせください。

はじめに問題から広領域の測定ができませんでした。新たなLDFモードは、電子方散乱回折を利用した結晶方位解析法

ビームの開き角を小さくしプローブです。結晶性材料の結晶方位やその集の焦点距離を大幅に長くすることに合組織は、材料の特性を制御するうえ

より、これらの問題を解決し、最大溶接金属EBSD(後 方 散 乱 電 子 線回折 パターン)法とは、試料表面で生じる電子線後5mm×10mmの広い領域を精度良く分析できるようになりました。
図1は溶接金属部の結晶方位分布図です。溶接金属部では1mm弱の粗測定技術を紹介します。

大な凝固組織が観察でき、この位置

広領域 EBSD 測定を拡大すると、内部の微細な二次組母材材料評価に使用されています。ここでは、EBSDの最新技術として、広領域(b)

熱影響部で重要な情報であることから、EBSDは必要不可欠なツールとして様々な(a)1mm

近年、エネルギーの多 様 化から開織の様子も観察できます(図1(b))。ま発が進んでいる太陽電池用ポリシリコ

た、熱影響部では母材よりも結晶粒ンや、省エネルギーモーター向け電磁が大きくなっている様子がわかりま

鋼板などは、0.1mm以上の大きな結晶粒す。このように粗大な組織と微細な30μm
111

α-Fe001101

図1 鋼材/溶接部界面の結晶方位分布図
測定領域：(a) 3.1mm×6.3mm、(b)80μm×160μm

Measurement of Magnetic Flux Density Distribution on Surface by 3-axis Hall-effect Sensor

磁気特性の評価技術（4）

磁界を測定することが重要になります。

～ 3軸ホールセンサによる表面磁束密度分布評価～

表面磁束密度の 3 次元評価技術とにより、表面磁束密度の2次元、3次元分布や測定点における磁束の向きを求め

ソリューション本部（西日本）物性評価部

当社が実施している表面磁束密度分布ることができます。当社の技術を用いるこ

中田 崇寛

測定においては、局所磁気特性可視化装とによって、今まで正確に把握できなかっt-nakada@jfe-tec.co.jp

置に搭載された微小な3軸ホールプローブ

たモータ微小領域の磁界や電子機器にを使用しています（写真1）。本装置の特徴

おける漏れ磁束の向き・大きさなどを測定

自動車から電子機器にいたるまで幅として、レーザー距離計と精密なロボットすることが可能となり、電磁応用機器の広く使われている永久磁石の電磁構造制御により、従来困難であった特殊な形高効率・小型化に向けた電磁構造設計やはじめに設計においては、基礎的な磁気特性状をした磁石やロータコアの表面形状に磁界解析に適用できます。

評価の他に、実際に使用する形状また沿った測定が可能であるという点が挙げおわりには実機に組み込んだ状態での評価が必られます。写真2は表面が複雑な特殊磁

当社は永久磁石材料における評価要になります。例えば、永久磁石が埋石について周方向に空間の磁束密度を測技術で、材料の基礎的な特性から実部め込まれたIPMモータでは磁石の形状・定した結果です。表面形状を反映して空品での磁気特性評価、さらにナノ領域配置・空隙などの違いにより、ロータ間磁界を高精度に測定することができてにおける物理解析・分析技術にいた（回転子）表面の磁束密度分布は大きないます。また写真3に示す様に、永久磁るまで幅広くご要望にお応えします。

影響を受けるため、精度良く3次元的に石の表面をX, Y, Z方向同時に測定するこ是非お気軽にご相談下さい。

yz
先端に数十μmの3軸ホールセンサを搭載

写真1 ３軸ホールプローブ

写真2 特殊形状磁石の表面磁束密度分布2

写真3 円柱磁石の表面磁束密度分布
上：各方向での2次元表示 下：各方向での3次元表示

Detection of Small Amount of Material Using Fluorescence Imaging

微量物質の高感度計測・観察技術（2）～蛍光画像検出手法を用いた微量物質の検出～計測技術本部 光波センシング部

近藤 孝司

k-kondo@jfe-tec.co.jpの極薄被膜厚さ測定などがあり、製品発光を利用した指紋検出や鋼板表面のの品質安定化に繋げることが可能にな油量測定などに適用した実績があり、また残留薬剤や水面上の流出油を検出すります。

る手法としても開発を進めています。

微 量 物質の高感度 検出には、ガスクロマトグラフや液体クロマトグラフ法

検出対象となる物質の多くは、紫外が用いられていますが、製造現場やラ波長域で励起効率が高いため、紫外イン内で実施するためには、多くの場波長領域のレーザやLEDが使われてい物体表面に付着、残留している様々合、より簡便で迅速な検出手法が求めます。図に基本的な機器構成を示しまな 微 量 物 質を 高 感 度 で 検 出し たり、られています。このような要求に対ししたが、光源や検出器の技術進歩に支定量測定をしたいというご要望が増えて、対象物質の光学的特性を活用した

えられて、様々な分野での実用化が進ています。また、製品表面に塗布、付蛍光画像検出法は非常に有効な方法でむものと期待されます。ご活用の方法

着させた物質の量や厚さを測定したす。検出対象物質自体の蛍光特性を活や機器をご提案したいと考えておりまいというニーズも多くあります。例え用するだけでなく、色素や特殊酵素を添すので、ご興味があれば遠慮なくご相談下さい。

ば、農産物や食品、化学、製薬製造加してそれらの蛍光増幅効果を利用すプロセスにおける残留物質の検出や清ることができます。このような、対象物からの微犯罪捜査における指紋や残留薬物の検弱な蛍光を高感出などです。対象となる物質を検出す

度カメラによりることにより、トラブル防止や安心・画像検出する手安全確保に活用することができます。

法は、当社におまた、産業資材においては、鋼板表面いて、指紋成分に塗布された防錆油量、フィルム表面中の脂質の蛍光検出器

紫外領域 可視領域

蛍光光源
励起光測定サンプル

強度

浄度測定、水面に漂流する油や汚染物質の検出、医療診断分野での病巣検出、励起光微量物質(a) 測定系の構成

蛍光波長(b) 物質の蛍光特性

図 測定系の基本構成と蛍光特性

The Quality Assessment of Rebar Joints

鉄筋継手の性能評価
ソリューション本部（川崎）材料機能評価部

朴 珣志

boku@jfe-tec.co.jp

はじめに「鉄筋定着・継手指針（2007年）」や「建SD685は規格降伏強度685MPa）、大小築物の構造関係技術基準解説書（2007

様々な寸法（D13 〜 D51）の鉄筋につい年）」に規定されている、一方向引張て試験を実施することが可能です。

試 験、 一 方 向 繰 返 し 試 験、 弾 性 域

定着具の性能評価試験

正負繰返し試験、塑性域正負繰返し

鉄筋定着具の性能を評価するため、試験などを実施します。弾性域及び「鉄筋定着・継手指針（2007年）」
や「機械塑性域正負繰返し試験結果の一例を式鉄筋定着工法設計指針」に規定され大 型 構 造 物 の 柱 や 梁 の 部 材 には、図1に示します。試験中の検長間の変る引張試験を実施し、残留すべり量をコンクリート用補強材として鉄筋が用位は、図2に示すように検長間に取り測定します。当社では5000kN構造物いられています。通常、鉄筋は運搬付けた治具を介して測定します。当試験機を用いるため、高強度、太径のできる長さに切断されているため、長社 で は500kN及 び1500kN油 圧 サ ー ボ鉄筋についての試験が可能です。疲労い鉄筋が必要な場合は工事現場でつ疲 労 試 験 機 を 用 い る た め、 様 々 な試験や低温引張試験も実施しておりまなぎ合わせて使用します（継手）。鉄筋強度レベルにおいて（SD295 〜 SD685、す。是非お気軽にご相談ください。

端部の固定（定着）には、鉄筋を曲げる標準フックという方法が多く用いられていますが、鉄筋の太径化や高強度化によって曲げ加工が難しくなってきているため、鉄筋端部用に標準フックと同等の定着性能を有する機械式定着具が開発されました。近年、建築構造物の大型化や耐震強度の向上を目的として、鉄筋の強度を向上させると共に、鉄筋継手や定着具の更なる性能向上が求められています。
鉄筋継手性能判定試験
鉄 筋 継 手 の 性 能 を 評 価 す るた め、

図1 弾塑性域正負繰返し試験結果

3

図2 鉄筋継手性能判定試験状況

Autoclave Evaluation Test Under Various Gas Conditions

特殊環境下での腐食試験～多種ガス条件下でのオートクレーブ評価試験～
知多事業部 材料解析部

秦 誠

m-hata@jfe-tec.co.jp

忠実に再現できるようになりました。にもご利用いただけます。高温高圧装置の特徴

ガス環境下での試験をご検討の際に表1に本装置で使用可能なガス組成は、ぜひお問い合せください。

を示します。
炭酸ガス並びに硫化水素ガスを主 体としたガス雰囲

はじめに気 に 加 えて、100%窒 素 ガ ス、当社が保有する試験圧力が国内最高窒素ガスをベースとしたクラスとなる70MPaオートクレーブ試験①酸素混合ガス、②炭酸混合装置は、石油や天然ガスを採掘する油ガ ス、 ③ 酸 素･炭 酸 混 合 ガ ス

井環境の中でも特に炭酸ガスや硫化水の計4種 類のガ スが 使 用でき素ガスを含む苛酷な環境下で使用されま す。 温 度250 ℃ まで の 環 境る材料の評価に広く活用されています。

を再 現し、材 料 の 腐 食 減 量、一方、油井環境以外のガス雰囲気

応力腐食割れ評価に加えて下での高温高圧オートクレーブ試験センサー類の性能評価などもへの需要も増えつつあります。この行っています。

たび、油井関連以外の産業分野でのまとめ環境を模擬した評価試験にも対応で油井環境はもちきるように装置を改造し、より広範囲ろんのこと、窒素な雰囲気下で試験が可能となりましをベースとしたた。溶存酸素量は、新しく取り付けたガスが使用されるセンサーにより、1ppbの極微量濃度のプラント関連をは測定が可能となっています。

じめとした産業分

また、極低溶存酸素(10ppb以下)状態

野および極低溶存の溶液中での試験も可能となり、酸素酸素環境に晒されの影響を除外した環境での試験をよりる材料の評価試験

写真 オートクレーブ腐食試験装置
表1 使用可能ガスおよび溶存酸素量組

成

100％炭酸ガス
既存試験ガス組成Max.30％硫化水素ガス雰囲気（炭酸ガスベース）
Max.30％硫化水素ガス雰囲気（窒素ガスベース）
Max.10％酸素ガス雰囲気（炭酸ガスベース）
100％窒素ガス

新規ガス組成酸素混合ガス（窒素ガスベース）
炭酸混合ガス（窒素ガスベース）
酸素・炭酸混合ガス（窒素ガスベース）

溶存酸素量10ppb 以下

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:06-6534-7631 FAX:06-6534-7639
神戸支所【東京営業所】
TEL:03-5821-6811 FAX:03-5821-6855

倉敷支所

川崎支所
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TEL:086-447-4621 FAX:086-447-4618
福山支所

宇都宮支所
TEL:028-613-1077 FAX:028-613-1078

TEL:084-945-4137 FAX:084-945-3989【九州営業所】

東北支所
TEL:022-211-8280 FAX:022-211-8281【ソリューション本部（川崎）】
TEL:044-322-6208 FAX:044-322-6528

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

TEL:092-263-1461 FAX:092-263-1462【ソリューション本部（西日本）】
倉敷 TEL:086-447-4621 FAX:086-447-4618

福山 TEL:084-945-4137 FAX:084-945-3989【計測技術本部】
TEL:043-262-4181 FAX:043-262-2665【土壌環境部】【名古屋営業所】
TEL:052-561-8630 FAX:052-561-3374

営業グループTEL:044-322-6537 FAX:044-322-6528

知多支所
TEL:0569-24-2880 FAX:0569-24-2990

大阪グループTEL:06-6534-7637 FAX:06-6534-7639

詳しくは、当社ホームページで【ビジネスコンサルティング本部】
東

京 TEL:03-3510-3389 FAX:03-3510-3476

京浜 TEL:044-322-6479 FAX:044-322-6520

http: // www.jf e - 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 4 〉 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.40

2014年7月発行©JFE Techno-Research Corporation 2014

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