NEDO和国立研究开发法人产业技术综合研究所(产综研)以构筑精细陶瓷的工艺信息( PI )为目标，致力于“新一代精细陶瓷制造工艺的基础构筑、应用、开发”(以下称本事业)，目前，开发了在常温大气压下通过使用激光的荧光显微镜从表面向深度方向，用荧光像观察气孔等致命缺陷的可视化技术(以下称为本技术)。

确认了本技术可以适用于氧化铝、氮化硅、氮化铝等明亮颜色(白色、灰色系)的陶瓷。可以无损且在短时间内检测出存在于陶瓷烧结体内部、对材料特性和质量产生影响的10~100µm左右的致命缺陷。可以预测由致命缺陷引起的机械特性的劣化等，还可以进行精细陶瓷产品的质量检查，以及为了提高特性而改良制造工艺。

今后，将进行面向表面和内部散布的缺陷可视化技术的高精度化的开发。并且，使用具有各种组成和特性的精细陶瓷材料对致命缺陷的分布进行统计分析，还将进行破坏强度预测技术的实证实验。根据本技术，以精细陶瓷产品的质量管理为首，可以进行机械特性的预测，甚至可以改良制造工艺，可以期待开发出迄今为止预想不到的创新材料。

在精细陶瓷领域，制造工艺技术多基于“经验和直觉”，开发制造工艺需要时间和成本是一个大问题。本事业构建涵盖精细陶瓷所有制造工序的PI，以运用先进的计算科学、尖端工艺测量技术，构建创新工艺开发的基础为目标。为此，需要开发在短时间内简便地检测出对精细陶瓷特性影响较大的致命缺陷的技术。

 在这样的背景下，NEDO、产综合研究所从2022年度开始在本事业中致力于“高可靠性机制等分析技术的开发”。作为其中的一环，正在探索利用显微镜等无损、简便且高效地检测出散布在精细陶瓷烧结体内部广阔区域的致命缺陷的方法。

(1)陶瓷内部裂纹状缺陷可视化技术的开发

在陶瓷表面压入四角锥形的金刚石压头(维氏压头)，人为引入了压痕和裂纹。在使用普通金属显微镜进行的反射图像观察中，只能观察到表面露出的部分的龟裂(图2左)。

对此，开发了在常温大气压下，用激光荧光显微镜从表面向深度方向观察荧光像的技术。由此，除了能够观察到沿铅垂方向延伸的龟裂至深度180µm外，还确认了从压痕向斜下方延伸的龟裂(图2右)。确认了本技术也适用于氧化铝、氮化硅、氮化铝等白色和灰色等明亮颜色的陶瓷。

(2)开发陶瓷内部粗大气孔可视化技术

在观察了预先在试样内部确认存在粗大气孔的致密氮化硅烧结体表面的金属显微镜的反射图像中，只要表面没有露出气孔，就无法观察到内部存在的气孔(图3左)。另一方面，通过使用激光的荧光显微镜从表面向深度方向观察荧光像，确认了在表面观察中看不到的粗大气孔潜伏在试样内部(图3右)。此外，在致密的氧化铝烧结体中，不仅可以观察表面，还可以观察内部的气孔，确认了本技术的应用。

声明：本号对转载、分享、陈述、观点保持中立,目的仅在于行业交流,版权归原作者所有。如涉版权和知识产权等侵权问题,请与本号后台联系,即刻删除内容处理。