特表 2022-529559 ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法、装置および記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-23

(54)【発明の名称】ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法、装置および記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/20 20060101AFI20220616BHJP

   G01N 29/07 20060101ALI20220616BHJP

【ＦＩ】

G01N3/20

G01N29/07

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021542560

(86)(22)【出願日】2020-03-18

(85)【翻訳文提出日】2021-07-21

(86)【国際出願番号】 CN2020079888

(87)【国際公開番号】W WO2021184236

(87)【国際公開日】2021-09-23

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521307613

【氏名又は名称】東莞市唯美陶瓷工業園有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＤＯＮＧＧＵＡＮ ＣＩＴＹ ＷＯＮＤＥＲＦＵＬ ＣＥＲＡＭＩＣＳ ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＰＡＲＫ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｔａｎｇｘｉａ Ｖｉｌｌａｇｅ， Ｇａｏｂｕ Ｔｏｗｎ Ｄｏｎｇｇｕａｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２３２８１， Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】521307624

【氏名又は名称】江西和美陶瓷有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＪＩＡＮＧＸＩ ＨＥＭＥＩ ＣＥＲＡＭＩＣＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ２ Ｃｈｕａｎｇｘｉｎ Ａｖｅｎｕｅ， Ｆｅｎｇｃｈｅｎｇ Ｈｉｇｈ－ｔｅｃｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ Ｙｉｃｈｕｎ， Ｊｉａｎｇｘｉ ３３１１３９， Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】521307635

【氏名又は名称】広東家美陶瓷有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＪＩＡＭＥＩ ＣＥＲＡＭＩＣＳ ＣＯ．， ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｚｏｎｅ ＩＩ， Ｙｕａｎｔａｎ Ｔｏｗｎ， Ｑｉｎｇｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｑｉｎｇｙｕａｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１１５００， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】黄 建平

(72)【発明者】

【氏名】謝 悦増

(72)【発明者】

【氏名】林 克輝

(72)【発明者】

【氏名】余 海龍

【テーマコード（参考）】

2G047

2G061

【Ｆターム（参考）】

2G047AA09

2G047BC02

2G047BC03

2G047BC20

2G047EA10

2G061AA07

2G061AB04

2G061BA01

2G061CA05

2G061DA01

2G061DA12

2G061EA06

2G061EA07

2G061EA08

2G061EB08

2G061EC02

(57)【要約】

本発明は、ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法、装置および記憶媒体を提供し、前記方法には以下を含む。トリミングされていない無傷のファインセラミック試験サンプルを超音波検査位置に調節し、試験サンプルを固定し、超音波探傷検査装置を調整し、超音波探傷検査プローブ、ファインセラミック試験サンプルおよびリバウンド方向が同じ平面上に配置されるまで超音波探傷検査装置の超音波探傷プローブの位置を制御および調整し、試験サンプルを超音波で検査し、試験サンプルの超音波試験データを収集し、リバウンド試験棒と試験サンプルが同一平面上に配置され固定されるまでファインセラミック試験サンプルの位置を調整し、試験サンプルのリバウンド試験を実施し、試験サンプルのリバウンド試験データを収集し、超音波探傷試験データとリバウンド試験データに基づいてデータモデルを構築するか、超音波探傷試験データとリバウンド試験データを構築済みデータモデルに代入して、試験サンプルの曲げ強度特性データを取得する。本発明は、切断やトリミングされていない無傷のファインセラミックに対して非破壊検査を行うことで、測定されたデータの精度を改善し、試験サンプルの再利用を実現する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トリミングされていない無傷のファインセラミック試験サンプルを超音波検査位置に調節して固定し、
超音波探傷検査装置を調整し、超音波探傷検査プローブ、ファインセラミック試験サンプルおよびリバウンド方向が同じ平面上に配置されるまで超音波探傷検査装置の超音波探傷プローブの位置を制御および調整し、試験サンプルを超音波で検査し、試験サンプルの超音波試験データを収集し、
リバウンド試験棒と試験サンプルが同一平面上に配置され固定されるまでファインセラミック試験サンプルの位置を調整し、試験サンプルのリバウンド試験を実施し、試験サンプルのリバウンド試験データを収集し、
超音波探傷試験データとリバウンド試験データに基づいてデータモデルを構築するか、超音波探傷試験データとリバウンド試験データを構築済みデータモデルに代入して、試験サンプルの曲げ強度特性データを取得する、ことを特徴とするファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法。

【請求項2】

前記のトリミングされていない無傷のファインセラミック試験サンプルを超音波検査位置に調整し、試験サンプルを固定する前に、
超音波とリバウンドの２パラメータに基づくファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査システムを予め構築し、
その内に、ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査システムには、自動制御・検査機構とデータ処理機構が含まれ、前記自動検査機構にはサンプル設置コンポーネント、超音波検査コンポーネント、およびリバウンド検査コンポーネントも含まれる、ことを特徴とする請求項１に記載のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法。

【請求項3】

前記トリミングされていない無傷のファインセラミック試験サンプルについて曲げ強度の非破壊検査を行う前に、予備硬化も必要であり、
前記予備硬化のステップでは、
曲げ強度のグレードに応じて、曲げ強度の異なるファインセラミック試験サンプルを５グループ以上選択し、各グループには同じ曲げ強度のファイン試験サンプルを１０個以上含み、
選択されたファインセラミック試験サンプルを温度２０℃±２℃、相対湿度６０％±５％の環境に置き、４８時間放置して硬化させ、硬化したファインセラミック試験サンプルを得る、
ことを特徴とする請求項２に記載のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法。

【請求項4】

前記超音波探傷検査装置を調整し、超音波探傷検査プローブ、ファインセラミック試験サンプルおよびリバウンド方向が同じ平面上に配置されるまで超音波探傷検査装置の超音波探傷プローブの位置を制御および調整し、試験サンプルを超音波で検査し、試験サンプルの超音波試験データを収集することは、
超音波送信機と超音波受信機を前記超音波探傷検査装置に接続し、前記超音波探傷検査装置を制御して前記データ収集機構と通信可能に接続することと、
試験サンプルの各側面の厚さ方向の中心に、等間隔に分布する少なくとも８つの検査点を事前に均一に選択することと、
前記超音波送信機と超音波受信機を、ファインセラミック試験サンプルの反対側の２つの側面の検査点に合わせて、前記側面と同じ平面上に配置することと、
各検査点で１回超音波検査を行い、２つの超音波検査プローブの信号受信時の時間差、波速度、振幅などのデータを検査して、各検査点の超音波速度Ｖを求めることと
を含むことを特徴とする請求項３に記載のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法。

【請求項5】

前記リバウンド試験棒と試験サンプルが同一平面上に配置されて固定されるまで、前記ファインセラミック試験サンプルの位置を調節し、試験サンプルのリバウンドを検査し、試験サンプルのリバウンド試験データを収集することは、
サンプル設置コンポーネントを制御して、ファインセラミック試験サンプルが、リバウンド検査コンポーネントのリバウンド試験棒と同一水平面上に位置するように調節することと、
前記リバウンド試験棒を検査点に対して垂直に制御して、各検査点のリバウンド値を検査し、試験サンプルの各側面のリバウンド試験データを収集することと
を含むことを特徴とする請求項４に記載のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法。

【請求項6】

前記データ収集機構は、各検査点の超音波速度Ｖとリバウンド試験データ中のリバウンド値Ｒを収集し、複数の超音波速度Ｖの平均値を超音波速度実効値として記憶し、複数のリバウンド値Ｒの平均値をリバウンド値実効値として記憶する、ことを特徴とする請求項５に記載のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法。

【請求項7】

前記データモデルは、
σ=Ａ・Ｖ^Ｂ・Ｒ^Ｃ
であり、式において、
Ａは係数因数で、その値の範囲はｅ^５．０～ｅ^３５．０であり、
Ｂは音波因数で、その値の範囲は－３．５～０．０であり、
Ｃはリバウンド因数で、その値の範囲は０．０～２．０であり、
σは曲げ強度で、単位はＭＰａであり、
Ｖは超音波速度で、単位はｍ／ｓであり、
Ｒはリバウンド値である、ことを特徴とする請求項５に記載のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法。

【請求項8】

前記ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法は、
照曲げ強度グレードに応じて検査を行い、回帰解析サンプルを作成し、ファインセラミックの曲げ強度を試験するためのリバウンド-超音波の関係曲線をフィッティングして作成することと、
得られたリバウンド実効値と超音波実効値に基づいて、構築されたデータモデルを使用して計算と解析を行い、曲げ強度σを取得することと、
各組の各試験サンプルの曲げ強度σの実効値を求め、算術平均値をこの組の試験サンプルの曲げ強度σ'とすることと
を含むことを特徴とする請求項２に記載のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法。

【請求項9】

メモリ、プロセッサ、および前記メモリに記憶され前記プロセッサによって実行され得るファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査プログラムを含み、前記ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査プログラムが前記プロセッサによって実行されると、請求項１から８のいずれか１項に記載のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法のステップが実現される、ことを特徴とする装置。

【請求項10】

コンピュータープログラムが記憶され、前記コンピュータープログラムが実行されると、請求項１から８のいずれか１項に記載のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法が実現される、ことを特徴とする記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ファインセラミックの曲げ強度の検査の技術分野に関し、特にファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法、装置および記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、ファインセラミック製品の曲げ強度の検査は、主に標準ＧＢ／Ｔ６５６９－２００６「ファインセラミックの曲げ強度の試験方法」を参照して行われ、既存のファインセラミック材料の曲げ強度の検査装置のほとんどは大型（例えば上面面積≧１．６２ｍ^２の板状製品、中空または円弧状などの特殊形状の構造の製品）の試験サンプルには適しておらず、これにより、既存のファインセラミックの曲げ強度の検査は、破壊的な検査手段または方法によって行われる。つまり、試験サンプルを適切なサイズのサンプルに加工して検査することによってのみ実行できる。すなわち、ファインセラミック材料自身を切断、トリミングしてから、切断された小さいサイズの材料を検査する必要があり、大型製品自身が破壊され、測定するサンプルが破壊的に検査された後に再利用できなくなり、極大な浪費が引き起こされる。また、このような検査は、材料自身の性能が破壊され、検査結果が材料自身の性能と比較して、比較的な大きな検査誤差が発生する可能性があり、材料の曲げ強度を正確に表現することができない場合がある。

【0003】

従って、既存の技術には欠陥があり、改善および発展する必要がある。

【発明の概要】

【0004】

本発明が解決するための技術的課題は、先行技術的上記欠陥に対して、先行技術における大型ファインセラミックの曲げ強度を検査する時、材料自身が破壊され、再利用できなくなり、測定されたデータも大きな誤差がある問題を解決するために、ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法、装置および記憶媒体を提供することである。

【0005】

本発明が上記の問題を解決するための技術的解決策は、以下の通りである。

【0006】

ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法であって、
トリミングされていない無傷のファインセラミック試験サンプルを超音波検査位置に調節し、試験サンプルを固定し、
超音波探傷検査装置を調整し、超音波探傷検査プローブ、ファインセラミック試験サンプルおよびリバウンド方向が同じ平面上に配置されるまで超音波探傷検査装置の超音波探傷プローブの位置を制御および調整し、試験サンプルを超音波で検査し、試験サンプルの超音波試験データを収集し、
リバウンド試験棒と試験サンプルが同一平面上に配置され固定されるまでファインセラミック試験サンプルの位置を調整し、試験サンプルのリバウンド試験を実施し、試験サンプルのリバウンド試験データを収集し、
超音波探傷試験データとリバウンド試験データに基づいてデータモデルを構築するか、超音波探傷試験データとリバウンド試験データを構築済みデータモデルに代入して、試験サンプルの曲げ強度特性データを取得する。

【0007】

さらに、前記のトリミングされていない無傷のファインセラミック試験サンプルを超音波検査位置に調整し、試験サンプルを固定する前に、この方法はさらに以下を含む。
超音波とリバウンドの２パラメータに基づくファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査システムを予め構築する、
その内に、ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査システムには、自動制御・検査機構とデータ処理機構が含まれ、前記自動検査機構にはサンプル設置コンポーネント、超音波検査コンポーネント、およびリバウンド検査コンポーネントも含まれる。

【0008】

さらに、前記トリミングされていない無傷のファインセラミック試験サンプルについて曲げ強度の非破壊検査を行う前に、予備硬化も必要である。

【0009】

前記予備硬化のステップは以下を含む。
曲げ強度のグレードに応じて、曲げ強度の異なるファインセラミック試験サンプルを５グループ以上選択し、各グループには同じ曲げ強度のファイン試験サンプルを１０個以上含む、
選択されたファインセラミック試験サンプルを温度２０℃±２℃、相対湿度６０％±５％の環境に置き、４８時間放置して硬化させ、硬化したファインセラミック試験サンプルを得る。

【0010】

さらに、前記超音波探傷検査装置を調整し、超音波探傷検査プローブ、ファインセラミック試験サンプルおよびリバウンド方向が同じ平面上に配置されるまで超音波探傷検査装置の超音波探傷プローブの位置を制御および調整し、試験サンプルを超音波で検査し、試験サンプルの超音波試験データを収集することは、具体的には、以下を含む。
超音波送信機と超音波受信機を前記超音波探傷検査装置に接続し、前記超音波探傷検査装置を制御して前記データ収集機構と通信可能に接続する、
試験サンプルの各側面の厚さ方向の中心に、等間隔に分布する少なくとも８つの検査点を事前に均一に選択する、
前記超音波送信機と超音波受信機を、ファインセラミック試験サンプルの反対側の２つの側面の検査点に合わせて、前記側面と同じ平面上に配置する、
各検査点で１回超音波検査を行い、２つの超音波検査プローブの信号受信時の時間差、波速度、振幅などのデータを検査して、各検査点の超音波速度Ｖを求める。

【0011】

さらに、前記リバウンド試験棒と試験サンプルが同一平面上に配置されて固定されるまで、前記ファインセラミック試験サンプルの位置を調節し、試験サンプルのリバウンドを検査し、試験サンプルのリバウンド試験データを収集することは具体的に以下を含む。
サンプル設置コンポーネントを制御して、ファインセラミック試験サンプルが、リバウンド検査コンポーネントのリバウンド試験棒と同一水平面上に位置するように調節する、
前記リバウンド試験棒を検査点に対して垂直に制御して、各検査点のリバウンド値を検査し、試験サンプルの各側面のリバウンド試験データを収集する。

【0012】

さらに、前記データ収集機構は、各検査点の超音波速度Ｖとリバウンド試験データ中のリバウンド値Ｒを収集し、複数の超音波速度Ｖの平均値を超音波速度実効値として記憶し、複数のリバウンド値Ｒの平均値をリバウンド値実効値として記憶する。

【0013】

さらに、前記データモデルは、
σ=Ａ・Ｖ^Ｂ・Ｒ^Ｃ
であり、式において、
Ａは係数因数で、その値の範囲はｅ^５．０～ｅ^３５．０であり、
Ｂは音波因数で、その値の範囲は－３．５～０．０であり、
Ｃはリバウンド因数で、その値の範囲は０．０～２．０であり、
σは曲げ強度で、単位はＭＰａであり、
Ｖは超音波速度で、単位はｍ／ｓであり、
Ｒはリバウンド値である。

【0014】

さらに、前記ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法には、さらに以下を含む。
照曲げ強度グレードに応じて検査を行い、回帰解析サンプルを作成し、ファインセラミックの曲げ強度を試験するためのリバウンド-超音波の関係曲線をフィッティングして作成する、
得られたリバウンド実効値と超音波実効値に基づいて、構築されたデータモデルを使用して計算と解析を行い、曲げ強度σを取得する、
各組の各試験サンプルの曲げ強度σの実効値を求め、算術平均値をこの組の試験サンプルの曲げ強度σ'とする。

【0015】

技術的問題を解決するために本発明によって採用される別の技術的解決策は以下の装置であり、メモリ、プロセッサ、および前記メモリに記憶され前記プロセッサによって実行され得るファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査プログラムを含み、前記ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査プログラムが前記プロセッサによって実行されると、前記のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法のステップが実現される。

【0016】

技術的問題を解決するために本発明によって採用されるもう１つの技術的解決策は以下の記憶媒体であり、その内に、前記記憶媒体にコンピュータープログラムが記憶され、前記コンピュータープログラムが実行されると前記のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法が実現され得る。

【0017】

本発明の有益な効果は以下の通りである。本発明は、ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法、装置および記憶媒体を提供し、ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法は、トリミングされていない無傷のファインセラミック試験サンプルを超音波検査位置に調節して固定し、超音波探傷検査装置を調整し、超音波探傷検査プローブ、ファインセラミック試験サンプルおよびリバウンド方向が同じ平面上に配置されるまで超音波探傷検査装置の超音波探傷プローブの位置を制御および調整し、試験サンプルを超音波で検査し、試験サンプルの超音波試験データを収集し、前記リバウンド試験棒と試験サンプルが同一平面上に配置されて固定されるまでファインセラミック試験サンプルの位置を調節し、試験サンプルのリバウンドを検査し、試験サンプルのリバウンド試験データを収集し、超音波探傷試験データとリバウンド試験データに基づいてデータモデルを構築するか、超音波探傷試験データとリバウンド試験データを構築済みデータモデルに代入して、試験サンプルの曲げ強度特性データを取得する。本発明によって提供されるファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法において、ファインセラミック試験サンプルは、調整されて小さなサイズの試験サンプルに切断される必要はなく、破壊されず無傷のファインセラミックの非破壊検査を行い、材料自体が破壊されることはなく、試験データの精度が向上し、試験サンプルの損傷も回避され、試験サンプルの再利用が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法の好ましい実施例のフローチャートである。

【図2】本発明のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法の好ましい実施例における超音波検査の概略図である。

【図3】本発明の装置の好ましい実施例の機能原理のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本開示の目的、技術的解決策および利点をより明確にするために、本開示は、添付の図面および実施例を参照して以下にさらに詳細に説明される。本明細書に記載の特定の実施例は、単に本開示を説明するためのものであり、本開示を限定することを意図するものではないことを理解されたい。

【0020】

現在、ファインセラミック製品の曲げ強度試験は、主に標準ＧＢ ／ Ｔ６５６９-２００６「ファインセラミック（アドバンストセラミック、アドバンストテクニカルセラミック）-室温でのモノリシックセラミックの曲げ強度試験方法」を参照して、破壊的な試験手段または方法によって実行され、曲げ強度を特徴づけるために国内外で広く受け入れられている非破壊検査方法はまだない。既存の試験方法は、実際の運用において主に以下の問題がある。

【0021】

（１）ファインセラミックの曲げ強度に関する既存の試験方法や装置のほとんどは、大型または特殊形状の製品（例えば上面面積≧１．６２ｍ^２の板状製品、中空または円弧状などの特殊形状構造の製品）の試験サンプルには適しておらず、試験サンプルを加工して適切なサイズまたは同等の条件下でサンプルを準備した後にのみ測定を行い、超高強度のファインセラミックの中には、試験装置の本来の能力に限界があるため、破壊的な方法で試験しても強度を正確に特性化できないものがある。

【0022】

（２）曲げ強度を試験するための従来の破壊試験では、ランダムサンプリングや系統抽出などのサンプリング方法で試験するサンプルを選択し、それらの試験データは、材料のバッチの実際の強度指標として使用され、特定の確率またはエラーがあり、大型のファインセラミックの場合、元の試験サンプルを調整、切断、機械加工してサンプルを準備する必要があり、これにより、試験サンプル自体の弾性率特性がある程度破壊され、試験サンプルの弾性率試験結果の誤差が大きくなる。

【0023】

（３）破壊試験後、試験対象のサンプルは再利用できず、廃棄物が多くなる。大型（例えば上面面積≧１．６ｍ^２）のファインセラミックシートの場合、より大きな浪費になる。

【0024】

（４）用途によっては、ファインセラミック製品を管状または中空構造にする必要があり、破壊試験ができない場合がある。これらの製品は、同じプロセス条件下で製造され、強度を特徴付ける試験に関連する標準仕様を満たすサンプルによってのみ置き換えられるため、一定の制限がある。

【0025】

本発明は、ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法、装置および記憶媒体を提供する。超音波リサイリング法を使用して、無機非金属プレートの曲げ強度を試験し、超音波およびリバウンドの２パラメータと非金属材料の曲げ強度の非破壊検査モデルを構築し、以下の問題が解決される。

【0026】

第１に、従来のファインセラミックを破壊曲げ試験を行った後、材料が使用されなくなり廃棄物となることによる資源の浪費、環境汚染、経済的損失の問題を解決する。

【0027】

第２に、従来のファインセラミックの強度試験において、製品のサイズが不規則な場合は、指定されたサイズ要件を満たす標準試験サンプルを準備する必要がある。試験プロセス全体が面倒であり、試験期間が長いという問題を解決し、非標準の機械加工された試験サンプルによって引き起こされる影響を回避する。

【0028】

第３に、本発明で採用した非破壊試験方法は、サンプル容量を拡大し、１００％のサンプリング検査を実現することさえ可能であり、抜取検査用の試験サンプルが少ないため試験サンプルが製品の全体的な性能に対して十分に代表的ではないという問題を解決し、稼働中の製品の試験を実現する。

【0029】

本発明の方法は、材料の本来の特性を切断および調整することなく、ファインセラミック材料の曲げ強度を直接試験することができるので、試験結果の精度が保証され、ファインセラミック材料は試験された後に依然として使用され得、リソースの浪費を避ける。この方法は、製造工程での品質管理と使用工程での材料の選択と品質監視のための積極的な促進機能を備えており、産業技術を進歩させるために積極的な重要性を持つ。

【0030】

図１を参照して、図１は本発明によって提供されるファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法のフローチャートであり、前記ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法は以下を含む。

【0031】

Ｓ１００、トリミングされていない無傷のファインセラミックを試験サンプル超音波検査位置に調節して固定する。

【0032】

本発明によって提供されるファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法におけるファインセラミック試験サンプルは、いかなる調整または切断処理も受けておらず、ファインセラミック試験サンプルの元の形状とサイズに関係なく、無傷の試験サンプルを直接曲げ強度試験に使用することができ、ファインセラミックの曲げ強度試験の精度が効果的に保証され、また、ファインセラミック試験サンプルが破壊されないため、ファインセラミック試験サンプルの試験後に発生する資源の浪費が回避される。

【0033】

いくつかの好ましい実施例では、前記ステップＳ１００の前に、さらに以下のステップを含む。

【0034】

Ｓ１１、超音波とリバウンドの２パラメータに基づくファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査システムを予め構築する。

【0035】

その内に、前記ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査システムは、自動制御・検査機構およびデータ処理機構を含む。

【0036】

さらに、前記自動制御・検査機構は、サンプル設置コンポーネント、およびリバウンド検査コンポーネントを含む。

【0037】

具体的に、本発明は、まず、ファインセラミックの曲げ強度について、超音波およびリバウンドの２パラメータベースの非破壊検査システムを構築する。該システムには、自動制御・検査機構、およびデータ処理機構が含まれ、前記自動検査モジュールにはサンプル設置コンポーネントおよび検査コンポーネントがさらに含まれる。本発明によって提供されるファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法において、ファインセラミック試験サンプルの位置はサンプル設置コンポーネントを介して調節され、ファインセラミック試験サンプルが固定された後、リバウンド検査コンポーネントを使用してファインセラミック試験サンプルを検査して、ファインセラミック試験サンプルの曲げ弾性率の自動検査を実現する。

【0038】

別の好ましい実施例では、前記ステップＳ１００の前に、さらに以下を含む。

【0039】

前記トリミングされていない無傷のファインセラミック試験サンプルの曲げ強度の非破壊検査の前に、予備硬化も必要である。

【0040】

前記予備硬化は以下のステップを含む。
曲げ強度グレードに応じて、少なくとも５組の異なる曲げ強度のファインセラミック試験サンプルを選択し、各組の同じ曲げ強度のファイン試験サンプルの数が少なくとも１０個であり、
選択されたファインセラミック試験サンプルを、温度２０℃±２℃、相対湿度６０％±５％の環境下に４８ｈ放置して硬化させ、硬化したファインセラミック試験サンプルを得る。

【0041】

ファインセラミック試験サンプルの曲げ強度検査の前に条件を均一にするために、同一ファインセラミック試験サンプルの曲げ強度の重複性が向上し、ファインセラミック試験サンプルが予備硬化されているため、ファインセラミック試験サンプルの曲げ強度の検査結果の精度が確保され得る。

【0042】

ステップＳ２００、超音波探傷検査装置を調節し、超音波検査装置の超音波検査プローブの位置を、超音波検査プローブ、ファインセラミック試験サンプル、およびリバウンド方向が同じ平面上に配置されるまで制御および調整し、試験サンプルに対して超音波検査を実施し、試験サンプルの超音波試験データを収集する。

【0043】

具体的に、前記ステップＳ１００は以下を含む。
ステップＳ１１０、超音波送信機と超音波受信機を前記超音波探傷装置に接続し、前記超音波探傷装置を制御してデータ収集機構と通信可能に接続する。
ステップＳ１２０、試験サンプルの各側面の厚さ方向の中心に、等間隔に分布する少なくとも８つの検査点を事前に均一に選択する。
ステップＳ１３０、前記超音波送信機と超音波受信機がファインセラミック試験サンプルの２つの反対側面上の検査点に調節され、前記側面と同じ平面上にある。
ステップＳ１４０、各検査点で超音波検査を１回行い、２つの超音波検査プローブの信号受信の瞬間の時間差、波速度、振幅などのデータを検査して各検査点の超音波速度Ｖを取得する。

【0044】

超音波探傷検査位置にファインセラミック試験サンプルを固定した後、超音波探傷装置を制御し、超音波送信機と超音波受信機を超音波探傷装置に接続し、超音波探傷装置をデータ収集機構と通信可能に接続し、データ収集機構がファインセラミック試験サンプルの超音波試験データを正確に収集することが保証されるようにするとともに、さらに、等間隔に分布する少なくとも８つの検査点が、各表面の超音波試験データの正確な収集を確実にするために、厚さ方向のファインセラミック試験サンプルの各側面の中心に均一に選択され、最後に、超音波送信機と超音波受信機は、ファインセラミック試験サンプルと均一な平面上に保たれるように調整され、それによって超音波データ試験の精度を効果的に保証する。

【0045】

ステップＳ３００、前記リバウンド試験棒と試験サンプルが同一平面上に配置されて固定されるまで、ファインセラミック試験サンプルの位置を調節し、試験サンプルのリバウンドを検査し、試験サンプルのリバウンド試験データを収集する。

【0046】

具体的に、前記ステップＳ３００は、以下を含む。
ステップＳ３１０、サンプル設置コンポーネントを制御してファインセラミック試験サンプルを、リバウンド検査コンポーネントのリバウンド試験棒と同一水平面上に位置するように調節する。
ステップＳ３２０、前記リバウンド試験棒を検査点に対して垂直に制御して、各検査点のリバウンド値検査を行い、試験サンプルの各側面のリバウンド試験データを収集する。

【0047】

試験サンプルの超音波探傷検査が終了した後、自動制御・検査機構のサンプル設置コンポーネントが試験サンプルの位置を、ファインセラミック試験サンプルをリバウンド試験コンポーネントのリバウンド試験棒と同じ水平面に調整する。すなわち、前記リバウンド試験棒を厚さ方向のファインセラミックの側面の中心線上に配置された等間隔の検査点と垂直に整列し、検査点の間隔が少なくとも２０ｍｍ以上であり、側面上に均一に分布され、検査点が設定された後、レジリオメータが自動的に調整して試験サンプルの検査点と垂直に位置合わせされ、試験サンプルの各側面上の各検査点のリバウンド値を検査し、当該側面のリバウンド値パラメータ、つまりリバウンド試験データを取得し、検査精度がさらに向上する。

【0048】

いくつかの好ましい実施例では、各検査点は超音波検査およびリバウンド検査に一度だけ供され、前記データ収集機構は各検査点の超音波速度Ｖおよびリバウンド試験データ中のリバウンド値Ｒを収集し、複数の超音波速度Ｖの平均値を超音波速度の実効値として記憶し、複数のリバウンド値Ｒの平均値をリバウンド値の実効値として記憶する。

【0049】

超音波速度Ｖの平均値を超音波速度の実効値とし、複数のリバウンド値Ｒの平均値をリバウンド値の実効値とすることで、ファインセラミック試験サンプルの曲げ強度の精度が確保される。

【0050】

いくつかの好ましい実施例では、前記データモデルは、
σ=Ａ・Ｖ^Ｂ・Ｒ^Ｃ
であり、式において、Ａは係数因数で、その値の範囲はｅ^５．０～ｅ^３５．０であり、Ｂは音波因数で、その値の範囲は－３．５～０．０であり、Ｃはリバウンド因数で、その値の範囲は０．０～２．０であり、σは曲げ強度で、単位はＭＰａであり、Ｖは超音波速度で、単位はｍ／ｓであり、Ｒはリバウンド値である。

【0051】

別の好ましい実施例では、前記ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法にはさらに以下を含む。
曲げ強度のグレードに応じて試験を行い、回帰分析サンプルを作成し、ファインセラミックの曲げ強度を試験するためのリバウンド-超音波の関係曲線をフィッティングして作成する。
得られたリバウンド有効値と超音波有効値に応じて構築されたデータモデルを用いて計算・解析を行い、曲げ強度σを求める。
各組の各試験サンプルの曲げ強度σの実効値を求め、その算術平均値をこの組の試験サンプルの曲げ強度σ'とする。

【0052】

具体的に、異なるファインセラミック材料について、曲げ強度のグレードに応じて試験を行い、回帰分析サンプルを作成し、ファインセラミックの曲げ強度を試験するためのリバウンド-超音波の関係曲線をフィッティングして作成する。次に、以下のデータ処理を実行する。各試験ポイントのリバウンド値Ｒと超音波伝播速度Ｖの実効値が試験プロセスで取得され、平均値がそれぞれ試験のリバウンド値と超音波速度値として取得され、回帰方程式で曲げ強度値σを計算及び解析し、この組の各試験サンプルの曲げ強度値σの実効値を求め、算術平均値をこの組の試験サンプルの曲げ強度の代表値σ'とする。

【0053】

上記から分かるように、本発明は以下の利点を有する。第１に、ファインセラミック材料の元のテクスチャーおよび形状を破壊することなく、ファインセラミック材料の曲げ強度を検査することができる。第２に、本発明は、関係者が判断するための材料の本来の特性を損なうことなく、短時間で結果を得ることができ、これは、生産の継続性に有利であり、生産効率を改善し、この材料は、使用プロセスでより適切に使用され、使用リスクを低減し、リソースの浪費を削減する。第３に、本発明は、材料の使用プロセスにおいて検査を実施し、材料が破壊されているか、または使用プロセスまたは他の条件で強度が低下しているかどうかを評価し、材料の安全条件についての効果的な評価基準を提供することができる。

【0054】

一実施例を以下に例示し、検査ステップは以下の通りである。

【0055】

ａ、曲げ強度が４００ＧＰａから１０００ＧＰａの範囲で、同じ仕様の１５０ｍｍ×１５０ｍｍのＡｌ_２Ｏ_３ファインセラミック試験サンプルのバッチを１つ選択する。

【0056】

ｂ、上記実施例で構築されたファインセラミック材料の曲げ強度の非破壊検査システムを用いて、ファインセラミックの弾性率に関する上記非破壊検査方法による検査を行い、リバウンド値Ｒ、超音波速度Ｖの実効値を取得する。具体的な検査ステップは以下を含む。

【0057】

第１に、ファインセラミック試験サンプルをサンプル設置コンポーネントに入れて固定し、ファインセラミック試験サンプルを超音波検査位置に調節する（即ちファインセラミック試験サンプルの位置を調節する）。

【0058】

第２に、超音波探傷検査装置の超音波送信プローブ１と超音波受信プローブ２をそれぞれ超音波探傷検査装置の両端に接続し、超音波探傷検査装置を前記データ収集機構に通信可能に接続し、超音波送信プローブ１と超音波受信プローブ２をそれぞれ試験サンプルの２つの反対側の側面に接続し、２つのセンサーの信号受信瞬間の時間差、波速度、振幅などのデータを取得し、試験サンプルのすべての側面に超音波検査をすることなく、超音波検査を行い、超音波速度、周波数などのデータを取得する。

【0059】

第３に、試験サンプルの位置をリバウンドの試験位置に調節し、リバウンド試験棒と検査点が同一水平面に位置するまで調節し、検査点が試験サンプルの側面の厚さ方向の中心点であり、２つの検査点の間隔が少なくとも２０ｍｍ以上であり、検査点が設定された後、レジリオメータが自動的に調整して試験サンプル検査点と垂直に合わせられ、各面上の検査点のリバウンド値を検査して、試験サンプルリバウンド値パラメータを取得する。

【0060】

第４に、試験済みのファインセラミックの曲げ強度性能を、標準試験方法ＧＢ ／ Ｔ６５６９-２００６「ファインセラミック（アドバンストセラミック、アドバンストテクニカルセラミック）-室温でのモノリシックセラミックの曲げ強度試験方法」に従って検査し、その曲げ強度σの実効値を取得する。各組の試験サンプルリバウンド値Ｒ、超音波速度Ｖおよび曲げ強度σに対応する試験データが表１に示される。

【0061】

表１ ファインセラミックリバウンド値、超音波速度および曲げ強度の試験結果

【0062】

試験サンプルのリバウンド値、超音波速度、および曲げ強度のフィッティング関係式は、
σ=Ａ・Ｖ^Ｂ・Ｒ^Ｃ
であり、式において、Ａは係数因数で、Ｂは音波因数で、Ｃはリバウンド因数で、σは曲げ強度で、単位はＭＰａであり、Ｖは超音波速度で、単位はｍ／ｓであり、Ｒはリバウンド値である。

【0063】

データ処理を解析した結果、Ａ=ｅ^{１９．０１５}、Ｂ=－２．２８４、Ｃ=０．９２６８であり、方程式は、
σ=ｅ^{１９．０１５}Ｖ^{－２．２８４}×Ｒ^{０．９２６８}である。

【0064】

上記の試験ステップに従い、３００ｘ３００ｍｍのサイズの他のＡｌ_２Ｏ_３ファインセラミックのバッチが検証のためにランダムに選択され、リバウンド値および超音波速度で算出された曲げ強度推定値と実測値を比較して、この試験方法とフィッティング方程式の信頼性を検証し、試験結果の比較が表２に示される。

【0065】

表２ 検証試験の試験結果

【0066】

検証の結果、試験サンプルの実測値は推定値と比較すると、誤差が最大２．３％であり、誤差が小さいことを示している。

【0067】

図３を参照すると、本発明はさらに以下の装置を提供し、その装置はメモリ２０、プロセッサ１０および前記メモリ２０に記憶され前記プロセッサ１０で実行され得るファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査プログラムを含み、前記ファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査プログラムが前記プロセッサで実行されると、特に上記のように、前記のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法のステップが実現され得る。

【0068】

本発明は、以下の記憶媒体をさらに提供し、前記記憶媒体にはコンピュータープログラムが記憶され、前記コンピュータープログラムが実行されると、特に上記のように、前記のファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法が実現され得る。

【0069】

以上のように、本発明で開示されたファインセラミックの曲げ強度の非破壊検査方法、装置および記憶媒体によれば、ファインセラミック材料のリバウンド値、超音波速度と曲げ強度の関係式および曲線を作成することにより、リバウンド値および超音波速度から計算してファインセラミック材料の曲げ強度を推定することで、試験サンプルの非破壊検査が実現され、より高い精度と相関がさらに達成され、また、本発明のステップに従って試験サンプルの容量を拡大して関連する公式を得ることができる。

【0070】

要するに、本発明の適用は上記の例に限定されなく、当業者にとって、上記の説明に基づいて改善や置換を加えることができ、すべての改善や置換は本発明の添付の特許請求の範囲の保護範囲に含まれることを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】