劣化

様々な材料、デバイスは一定期間使用すれば、まず間違いなくある程度の劣化が発生します。これが通常条件で短時間に起こるようであれば、デバイスの場合は製品の歩留まりに影響し、一次構造材に使われる材料であれば、我々の生活を脅かす重大な危険に直結します。本質的な劣化の解析には通常、温度(気温)、湿度、電圧、圧力などといったファクターについて、対象となる材料やデバイスが使われる状態に適合した加速試験を行う必要があります。これらは、お客様で行われる場合もありますし、当社で実施する場合もあります。いずれの場合も、様々な分析手法を駆使して、材料やデバイスの微細な変化を解析し、お客様の問題解決のお手伝いをさせていただきます。

劣化解析に用いる加速試験例と分析手法

1.加速試験例

(1) 燃料電池電解質膜 過酸化水素暴露試験(加温、加湿条件下)
(2) 一次構造材料
(セラミックス、金属・合金、複合材料など)
疲労・クリープ試験(加温、加湿条件下)
(3) ポリマー、高分子材料 耐圧容器中溶出試験(加圧、加温条件下)
(4) 触媒 混合ガス(CO, N2, H2O等)中反応試験
(5) 臭気成分、発生ガス成分 ガス、吸着種分析試験

2.分析手法

手法 最小サイズ 特徴・強み 問題点
顕微赤外 2cm2前後 物質の同定能力、非破壊 サンプリング必要
顕微ラマン 2cm2前後 高空間分解能、内部情報を直接取得可 蛍光による妨害
TOF-SIMS 5mm2以上 表面感度が高い、有機成分、元素情報取得可 真空下での測定
XPS 5mm2以上 表面の情報が得られる、化学状態分析可能 真空下での測定
XMA,EPMA 5mm2以上 元素情報、マッピング可能、表面1μmの情報 真空下での測定
TEM 5mm2以上 特定位置の微少部分析、元素情報 真空下での測定
SEM 5mm2以上 特定位置の微少部分析、表面情報取得可 真空下での測定
GC,GC/MS 1g以上 バルク有機成分分析、分子量 微小試料は困難
LC,LC/MS 1g以上 バルク有機成分分析、分子量 微小試料は困難

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