エッジに発生する突起を伴う超微小硬度圧痕を精密に測定するために、高分解能かつ圧痕の三次元形状を取得可能なレーザー走査共焦点顕微鏡を用いて、圧痕のエッジに複雑な三次元突起構造を取得した。圧痕の三次元形状データを分析し、圧痕の対角線法を用いて圧痕の4つの角点を抽出し、超微小硬度を算出した。しかし、対角線法は残留圧痕の複雑な構造、特にエッジの突起構造を反映できない。圧痕の三次元形状測定に基づき、接触力学と圧痕形成の法則により適合する押し頭と試料の接触面積を探索するため、基準面の概念を提案した。圧痕面積関数の微分により最適な基準面の位置を探索し、エッジの突起を考慮しつつ接触面積を良好に反映できる。実験結果は、接触力学の法則により求めた最適基準面による硬度測定の誤差が±1.5％未満、安定性が1％未満であることを示した。基準面法は、硬度の定義により適合した硬度値を安定かつ精確に得ることができる。

共焦点顕微鏡;突起型;超微小硬度;接触力学;基準面