中古試験機、スクラッチ試験機の販売、在庫紹介

スクラッチ試験機の仕組み

スクラッチ試験機は、材料の表面に形成された薄膜や塗膜の密着性（付着強度）および耐傷性を評価するための試金用装置です。その基本的な仕組みは、特定の先端形状を持つ圧子（多くの場合、ダイヤモンド圧子）を試料表面に接触させ、一定の速度で引っかき（スクラッチ）動作を行いながら、加える荷重を変化させて表面の破壊状態を測定します。

試験方式には、荷重を連続的に増加させる「連続加圧方式」と、設定した一定の荷重で引っかく「定荷重方式」があります。一般的に用いられる連続加圧方式では、スクラッチが進行して荷重が高まるにつれて、膜に亀裂が生じたり剥離が発生したりします。この破壊が発生した瞬間の荷重を「臨界荷重（クリティカルロード）」と呼び、密着性を定量的に評価する指標として使用します。

破壊の発生は、圧子の移動時に生じる摩擦力の変化、AE（アコースティック・エミッション）センサーによる超音波振動の検出、そして試験後の光学顕微鏡による視覚的観察を組み合わせて総合的に判断します。近年では、圧子の押し込み深さや弾性回復量をリアルタイムで同時に計測できる高機能な装置も普及しています。


スクラッチ試験機の特徴

スクラッチ試験機の最大の特徴は、数ナノメートルから数マイクロメートルという極めて薄い膜の密着性を、数値データとして精度高く定量評価できる点にあります。従来のテープ剥離試験やクロスハッチ試験のような定性的な評価手法と比較して、客観的で再現性の高いデータを得ることができます。

また、単に膜が剥がれる強度を測るだけでなく、多様な破壊モードを詳細に解析できることも大きなメリットです。クラックの発生初期段階、膜内部の塑性変形、基材からの完全な剥離、膜の欠け（チッピング）など、破壊に至るプロセスの観察が可能です。これにより、コーティングの不具合原因の特定や品質改善へのフィードバックが容易になります。

さらに、微小な加重を精密に制御するナノスクラッチ試験機から、厚膜や硬質材料に対応するマクロスクラッチ試験機までラインナップが幅広く、評価対象に応じた最適な測定が行える点も特徴です。微小領域の測定が可能なため、実際の製品や小さな部品をそのまま試験対象とすることもできます。


スクラッチ試験機の用途

スクラッチ試験機は、表面改質技術や薄膜プロセスが利用される多様な産業分野で、研究開発から品質管理まで幅広く活用されています。

最先端の電子デバイス分野では、半導体の層間絶縁膜や配線膜の剥離防止評価、スマートフォンやディスプレイの表面に施されるアンチリフレクション（反射防止）コーティングやハードコート膜の耐傷性評価に不可欠です。微細な剥離が致命的な欠陥となるため、厳密な品質評価が行われます。

自動車および機械加工分野では、切削工具や金型の寿命を伸ばすために被覆されるTiNやDLC（ダイヤモンドライクカーボン）などの硬質コーティングの密着性評価に使用されます。過酷な摩擦環境に耐えうるコーティングの選定や製造条件の最適化に役立っています。自動車の外装塗装や内装樹脂の引っかき傷に対する耐性試験にも応用されます。

その他、メガネレンズの摩擦耐久性評価、医療用インプラントの生体適合性コーティングの密着性測定、ソーラーパネル用ガラスの保護膜評価など、表面機能化が求められるあらゆる製品開発の現場で導入されています。