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METHOD FOR OBSERVING INNER STRUCTURE OF CERAMIC, METHOD FOR PRODUCING CERAMIC, ANALYSIS SYSTEM, AND SYSTEM FOR PRODUCING CERAMIC meetings

Foreign code F180009550
File No. (S2017-0254-N0)
Posted date Nov 2, 2018
Country WIPO
International application number 2018JP007541
International publication number WO 2018159689
Date of international filing Feb 28, 2018
Date of international publication Sep 7, 2018
Priority data
  • P2017-037446 (Feb 28, 2017) JP
Title METHOD FOR OBSERVING INNER STRUCTURE OF CERAMIC, METHOD FOR PRODUCING CERAMIC, ANALYSIS SYSTEM, AND SYSTEM FOR PRODUCING CERAMIC meetings
Abstract This method for observing the inner structure of ceramic using optical coherence tomography includes: a step for dividing light in the infrared region into a reference light and an irradiation light; a step for irradiating the ceramic with the irradiation light; and a step for observing the inner structure of the ceramic by observing the coherency between the reflected reference light and returning light obtained by irradiating the ceramic with the irradiation light.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
The internal structure of the ceramics, the slurry from the raw material powder, the molded body, the sintered body to a large change in the known processes are.In the prior art, observation of the internal structure of a ceramic, a method of using an optical microscope (for example, see Non-Patent Document 1), a method of using X-ray CT (for example, see Non-Patent Document 2) and the like have been used.
The properties of ceramics, being dominated by the ceramic structure has been known.Therefore, the end product from a raw material of the ceramics to accurately grasp the structure in the step of forming the ceramics process chain and, if it is possible to control its structure, excellent function and high reliability can be manufactured with a ceramic.In addition, such a structure taking advantage of the observation method of the step of forming, slurry constantly changing during the manufacturing processes, the molded body, the structure of the sintered body can be evaluated in real time, without resorting to visual or trick the tradesman, relatively uniform at the step previous to the formation of the structure and the factor is detected, and it can be removed.
Further, the total inspection of the internal structure of the final product, high-speed, high resolution and a wide range can be carried out at a low cost, improved reliability of the product and reduction of cost required for inspection can be achieved.In this way, in the production of ceramics and a three-dimensional structure is formed dynamically in the course of the processes was observed with the, scientific understanding, or improvement of the yield of the ceramic in order to improve the reliability of the very important.
On the other hand, in each unit operation in the production of ceramics processes, there are a number of control factors.For example, in the ceramic fine particles, the kind and mixing amount of the dispersant to the control factors.Of the ceramic particles dispersed in the dispersion medium, the dispersant adsorbed to the ceramic particles, ceramic particles and the wettability of the dispersion medium is a complex phenomenon is involved.Therefore, for the control factor for the preparation of the slurry, the intuition and experience an apparent that the optimization was performed.
In addition, each of the ceramic particles, the affinity with the solvent or dispersion agent such as adsorption behavior, particles and the liquid phase of the phenomena that the interface should be different.Therefore, considering subsequent molding processes, the viscosity of the slurry, the solids content in the slurry, organic compounds contained in the slurry (binder, plasticizer, lubricant and the like) and the like into consideration, it is necessary to optimize the plurality of control factors.
In addition, a sheet-like molded is at the time of drying, the ceramic particles dispersed in a liquid in the structure, the contact between the solid structure should change dynamically.This change is similar to the aggregation.If, at the same time drying of the molded body, molding and accurately grasp the change in the internal structure, the control structure is formed if the solved scientific factors, no breakage or deformation in order to obtain uniform molding drying temperature, time and the atmosphere, can be determined analytically from the considered.Further, a large amount of energy consumption, of the molded body in the sintering processes, such as the temperature profile is largely set by the tradesman trick.If, in the scientific factors control the sintering so as to determine the processes and can be optimized accurately, it is possible to reduce energy consumption, and thus, cost reduction can be achieved.
In this way, in the production of ceramics to understand the structure of the step of forming processes, control can be achieved in the resolved and the chemical factor, production of ceramics can be organization techniques and.Then, through the optimization of the entire ceramics process chain, is an obstacle to the widespread use of the ceramic variety of techniques can be solved the problem.As a result, improvement of yield in the manufacture of a ceramic, low cost, and, like the high reliability can be realized.
Scope of claims (In Japanese)請求の範囲
[請求項1]
 赤外線領域の光を参照光と照射光に分割する工程と、
 セラミックスに前記照射光を照射する工程と、
 反射させた前記参照光と、前記セラミックスに前記照射光を照射して得られた戻り光との干渉を観察することにより、光干渉断層撮影を用いて前記セラミックスの内部構造を観察する工程とを含む、セラミックスの内部構造観察方法。
[請求項2]
 前記赤外線領域の光は、中心波長が700ナノメートルから2000ナノメートルまで範囲内の光であって、かつ前記セラミックスにて反射する光である、請求項1に記載のセラミックスの内部構造観察方法。
[請求項3]
 前記光干渉断層撮影にてセラミックスの製造過程における物性状態それぞれの断層画像を生成する工程と、
 前記物性状態それぞれにおける断層画像を用いて、いずれの物性状態において光学的不均一状態が生じているかの解析処理を行う工程とをさらに含む、
 請求項1または請求項2に記載のセラミックスの内部構造観察方法。
[請求項4]
 前記物性状態は、前記製造過程おける前記セラミックスの原料を含むスラリー状態、前記スラリー状態の材料を乾燥させた乾燥状態、前記スラリー状態の材料を乾燥後に成形した成形状態、および、前記成形状態の材料を焼結させた焼結状態のうち、少なくとも何れか2つ以上である、
 請求項3に記載のセラミックスの内部構造観察方法。
[請求項5]
 前記解析処理は、前記断層画像において前記物性状態を構成する微粒子に起因したスペックルノイズの除去処理を行う工程と、
 前記スペックルノイズの除去処理後の断層画像で輝度が他と異なるエリアの形状および大きさに基づいて、いずれの前記物性状態において前記光学的不均一状態が生じているかを判定する工程とをさらに含む、
 請求項3または請求項4に記載のセラミックスの内部構造観察方法。
[請求項6]
 前記スペックルノイズの除去処理における処理方法を前記物性状態毎の機械学習に基づいて決定する工程をさらに含む、
 請求項5に記載のセラミックスの内部構造観察方法。
[請求項7]
 前記スペックルノイズの除去処理における処理方法を前記光学的不均一状態の種類毎の機械学習に基づいて決定する工程をさらに含む、
 請求項5または請求項6に記載のセラミックスの内部構造観察方法。
[請求項8]
 前記光干渉断層撮影に基づく方法以外の方法で前記光学的不均一状態の種類を特定して得られた学習用データに基づいて前記機械学習を行う工程をさらに含む、
 請求項7に記載のセラミックスの内部構造観察方法。
[請求項9]
 光干渉断層撮影を用いたセラミックスの製造方法であって、
 セラミックスの原料物質である無機化合物を含むスラリー、または前記無機化合物の顆粒を調製する調製工程と、
 前記無機化合物を含むスラリーまたは前記顆粒を成形して成形体とする成形工程と、
 前記成形体を焼結する焼結工程と、
 赤外線領域の光を参照光と照射光に分割し、前記調製工程における前記スラリーもしくは前記顆粒、前記成形工程における前記成形体または前記焼結工程における焼結体のいずれかに、前記照射光を照射し、反射させた前記参照光と、前記スラリー、前記顆粒、前記成形体または前記焼結体に前記照射光を照射して得られた戻り光との干渉を観察することにより、前記スラリー、前記顆粒、前記成形体または前記焼結体の内部構造を観察する観察工程と、
を含むセラミックスの製造方法。
[請求項10]
 前記観察工程は、前記スラリーもしくは前記顆粒、または前記成形体の内部構造の観察結果に応じて、前記成形工程における成形条件または前記焼結工程における焼結条件を制御することを含む、請求項9に記載のセラミックスの製造方法。
[請求項11]
 光干渉断層撮影にてセラミックスの製造過程における物性状態それぞれの断層画像を生成する断層画像生成部と、
 前記物性状態それぞれにおける断層画像を用いて、いずれの物性状態において光学的不均一状態が生じているかの解析処理を行う解析処理部と、
 を備える解析システム。
[請求項12]
 請求項11に記載の解析システムと、
 調製装置、成形装置および焼結装置のうち少なくとも何れか1つと
 を備え、
 調製装置、成形装置および焼結装置のうち少なくとも何れか1つは、前記解析システムによる解析結果に基づいて、セラミックスの調製、成形、焼結のうち少なくとも何れか1つの条件を変化させる、
 セラミックスの製造システム。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • KANAGAWA INSTITUTE OF INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION YOKOHAMA NATIONAL UNIVERSITY
  • Inventor
  • TAKAHASHI Takuma
  • TATAMI Junichi
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO JP KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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