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機械的性質

1.ヌ-プ硬さ*(HK)

平面研磨されたガラス面に、対稜角が172°30'及び130°の横断面が菱形のダイヤモンド四角錐圧子に0.9807Nの荷重を15秒間かけてくぼみを付け、生じた永久くぼみの長い方の対角線の長さを測定して、次式によりヌ-プ硬さを求めてあります。

式

ここで、Fは荷重(N)、lはくぼみの長い方の対角線の長さ(mm)です。

注1) ヌ−プ硬さの単位は、MPaまたはN / mm2となりますが、慣例にしたがい省いてあります。
注2) SI単位を用いた上記の計算式により得られるHK値は、従来のkgf単位を用いた算式により得られるHK値に等しくなっております。
注3) 1N = 1.01972×10-1kgf
注4) 測定値と表12により分類した級とを表示してあります。


表12 ヌ-プ硬さ(HK)の級

ヌープ硬さ
1 <150
2 ≧150~<250
3 ≧250~<350
4 ≧350~<450
5 ≧450~<550
6 ≧550~<650
7 ≧650

 

2.摩耗度*(FA)

測定面積が9cm2の試料を、水平に毎分60回転する鋳鉄製平面皿の中心より80mmの定位置に保持し、平均粒径20μmのアルミナ砥粒10gに水20mlを添加したラップ液を5分間一様に供給し、9.807Nの荷重をかけてラップします。ラップ前後の試料質量を秤量して摩耗質量mを求めます。同様にして、日本光学硝子工業会で指定された標準試料(BSC7)の摩耗質量moを測定して、次式により摩耗度(FA)を算出してあります。

式

ここで、dは試料の比重、doは標準試料(BSC7)の比重です。
言い換えると、BSC7を100とした時の砂かけ磨耗の速さの比となります。

3.弾性率(E、G、μ)

ヤング率(E)、剛性率(G)は、十分アニールされた20×20×100(mm)の試料を恒温室内に置き、5MHzの超音波の縦波速度(Vl)と横波速度(Vs)を測定し、それぞれ次式により、算出します。

測定値は、GPaの単位で表示してあります。
測定の精度は±1%です。

式
式

ここで、ρはガラスの密度です。
ポアソン比(μ)は、ヤング率と剛性率から、次式により求めます。

式

注1)ヤング率及び剛性率は、それぞれ縦弾性係数及び横弾性係数とも呼ばれます。
注2)1GPa = 1.01972×102 kgf / mm2
JIS R1602:1995に準ずる方法により測定し求めてあります。   

4.曲げ強さ(σb

上下面が研磨され、稜にC0.2の面取りがされた幅4×厚さ3×全長40(mm)の試料(試料数、10個)を用い、JIS R 1601:2008に規定される"3点曲げ"試験法により破壊荷重P(N)を測定し、次式により曲げ強さ(σb)を算出してあります。

式

ここで、Lは支点間距離(mm)、wは試料の幅(mm)、t は試料の厚さ(mm)です。
測定値は、MPaの単位で表示してあります。
注)1Mpa = 1.01972×10-1 kgf / mm2

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