材料の劣化：ひび割れ、腐食、応力腐食割れ、摩耗など
微細構造特性評価チームは、材料開発・最適化、故障解析、品質管理の分野における深い知識と専門的な経験を有しています。私たちは、ESA、航空宇宙産業、関連研究機関と緊密に連携し、特に鋼、Al合金、Ti合金、複合材料、コーティング、電子材料など、多種多様な金属や合金の研究を行っています。私たちの仕事の大部分は、機械的現象、腐食現象、トライボロジー現象を理解し、製造プロセスやアプリケーション環境と関連付ける必要がある故障解析に費やされています。私たちの意欲的なチームは、最も困難な故障や損傷事例でさえも解決できるよう、準備や解析方法の拡大に常に取り組んでいます。.
故障解析は、部品の故障原因を特定するために用いられる。損傷を調査し、その主原因を特定するために様々な分析手法が用いられます。このいわゆる根本原因を特定することによってのみ、改善策を導き出すことができるのです。このように、AACのアプローチは、故障を画像化するだけでなく、材料や部品の最適化のためのインプットを提供することでもある。.
独立した研究所として、私たちは包括的な故障解析をサービスとしてお客様に提供しています。故障解析には以下のものが含まれます：
- 壊れた部品やコンポーネントの分析
- 亀裂の評価
- 摩耗率の定量的測定
- 腐食の評価
- 機能的表面の堆積物の解釈
- 機械的特性に影響を及ぼす可能性のある介在物や欠陥の検出...
なぜ故障解析なのか？
故障解析の目的は、部品の故障原因を系統的に深く特定することである。その目的は、根本原因の損害を理解し、改善と将来の予防のための適切な対策を講じることです。コンポーネントの故障は通常、経済的損失（生産停止時間、結果的損害、リコールなど）につながり、場合によっては人体にも危険を及ぼす。技術的な損害とその原因を明らかにすることは、損害防止のための重要な前提条件です。従って、損害分析は、故障から学ぶために不可欠な部分である。.
故障解析を考える場合、以下の点を考慮しなければならない：
- 根本原因の特定： 故障解析は、損傷の根本的な原因を特定するのに役立ちます。これにより、問題の主原因に的を絞った治療が可能になります。.
- 結果的失敗の防止:被害を早期に発見し、是正することで、被害の拡大を防ぐことができる。.
- 救済措置の導出:故障解析の結果に基づいて、将来の損害を防止するための対策を導き出すことができる。.
- プロセス、材料、部品の改善:損傷を分析することで、プロセスやコンポーネントの弱点を特定し、材料の適合性を評価することができます。これにより、プロセスやコンポーネントの効率と信頼性を向上させる是正措置が可能になります。.
AACは何を提供できるのか？
- 包括的な故障解析:私たちの体系的な故障解析は、表面的な損傷を調べるだけにとどまりません。根本的な原因を特定するため、綿密な調査を行います。.
- 専門知識:当社の経験豊富な専門家チームは、さまざまな故障事例を調査するために、さまざまな分析手法を採用しています。.
- 有益なレポート:私たちの顧客は、解釈と結論を含む包括的な報告書を受け取り、そこから行動計画を導き出すことができます。.
- 顧客志向のアプローチ:各課題は個別のものであるため、当社の分析はお客様固有の要件に合わせて行われます。.
AACが提供する故障解析の方法
- 光学顕微鏡
様々な最新の光学顕微鏡（実体顕微鏡や反射光顕微鏡）を使えば、表面構造を詳細に表示することができる。これには特に、破断面の分析、金属組織検査、断面の層厚測定などが含まれる。.
- 表面分析：
表面は、表面の粗さ、うねり、平坦度を測定するために光学的手法を用いて調査される。一方では、特定の構造（例えば、山、谷、溝、孔、粒子付着など）を測定することができ、他方では、表面を定量的に特徴付けることができる（Ra、Rz、その他の統計的表面特性の決定）。定量的パラメータは、2Dプロファイル測定と3D表面測定から決定される。.
純粋に光学的な方法を使用する代わりに、複雑なソフトウェアプログラムを使用してSEM画像からデジタル表面モデルを生成し、このモデルから上記の表面パラメータを導出することも可能です。これにより、うねりや粗さの評価や、光学的検査が不可能な表面上の構造の測定（表面上の微視的特徴の測定など）が可能になります。.
- 電子顕微鏡：
材料試料や部品の高分解能画像検査は、走査型電子顕微鏡（SEM）を用いて行われる。トポグラフィーは二次電子（SE検出器）で、材料のコントラスト画像には後方散乱電子（BSE検出器）を使用します。レンズ内検出器により、nmレンジまでの高解像度画像が可能になります。.
さらに、集束イオンビーム（FIB）を用いて、試料表面をサブµmスケールでその場で処理し、表面直下の領域を調べることができる。これは例えば、層構造の解析や故障解析に使用されます。イオンビームを用いた試料のイメージングにより、結晶粒構造を高コントラストで表示することもできます。.
SEMには最新のEDXシステムも装備されており、検査表面（またはFIBセクション）の化学分析が可能である。より複雑な質問には、選択した元素の濃度経過を示すラインスキャンを使用して調べることができます。.
材料の結晶構造を詳細に調べるには、電子後方散乱回折法（EBSD）が利用できる。この最新の方法では、微細構造を高い横分解能で検査することができ、個々の相の同定、粒界の検査、隣接する結晶粒の配向の違い、析出物の同定などの特性を調べることができます。.
- メタログラフィー：
金属組織学的調査は、顕微鏡的方法を用いて材料の構造を定性的・定量的に説明するものである。金属組織分析では、高度な前処理手順（機械的、電気化学的、化学的など）を用いて断面を作製する。その後、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡を使用してこれらの断面の微細構造を調べ、相の割合、粒径、粒度分布、粒子径、析出物などの特性を決定します。これにより、材料の詳細な分析が可能になり、高品質な破損・破壊分析が可能になります。. - (マイクロ）硬度測定：
金属、非金属、コーティングの硬度は、浸透試験によって測定されます：硬度は、試験片の貫入に対する抵抗力として定義され、試験片の永久刻印の大きさが測定変数となる（ビッカース法、ヌープ法、ブリネル法）。.
表面硬化鋼の硬化深さ、表面硬さ深さ、窒化硬さ深さを測定するために、研磨断面上に試料端から試料中心に向かって一連の硬さ圧痕を配置します。対応する硬さ深さは、このようにして決定された硬さ深さ曲線から導き出されます。.
AACで利用可能な最新鋭の装置は、0.25g～62.5kgの範囲の荷重で硬度の（完全自動化された）調査を可能にします。さらに、ハーネスマッピング（ラインスキャン、マトリックススキャンなど）を行い、機械的特性の横方向分布を評価することができます。.
