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めっき技能士が教える。めっき皮膜の硬さって調べる事ができるの?

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めっき皮膜の硬さを調べたい場合があると思いますが、μm(1000分の1mm)の単位が標準のめっき皮膜、こんな薄いめっき皮膜の硬さを調べる事なんてできるのでしょうか?


硬さの試験方法としましてはモース硬度やビッカース硬度、ブリネル硬度、ロックウェル硬度測定試験などがありますが、めっき皮膜の硬度を測定したい場合、マイクロビッカース試験法がめっき皮膜などの薄膜の硬度を測定するのに最適です。


マイクロビッカース硬さとは?

JISの定義によればビッカース硬さとは、試験片に四角すい形状のダイヤモンド圧子を押し込み、その時できるくぼみの対角線長さから圧痕面積を求め、押し込み荷重をこの圧痕面積で割った値です。


ビッカース硬さはHVの後に数値を並べ、例えばHV200のように表示する。

HVの数値が小さいと軟かく、数値が大きいと硬くなります。

なお、ビッカース硬さ試験法は押し込み荷重に関係なく軟材から硬材まで同一尺度で測定できます。



貴金属の硬さ

貴金属

Au

Ag

Pt

Pd

Rh

Ir

Ru

Os

硬さ(HV)

25

26

40

40

100

220

240

350

加工しやすい貴金属の硬さはHV100~120です。 このため、軟らかい金、銀、プラチナ、パラジウムの純金属では他の元素を添加して、硬さが100~120の貴金属合金を作って加工しやすい合金を作っています。


マイクロビッカース硬さ試験では押し込み荷重が1kg以下であるため、試験時の圧痕はμmの桁になります。

微小部品や微小領域の硬さ測定が可能で、しかも永久変形させる圧痕のサイズが小さいため、非破壊試験の範疇に区分できます。


他に1g程度以下の微小荷重を押し込む試験法である、ナノインデンテーションという試験があり、めっきの膜厚が1μm以下の金、銀、プラチナの貴金属薄膜に関する硬さを測定することが可能です。


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