| Project/Area Number |
01647007
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
杉原 清 関西大学, 工学部, 教授 (80067397)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片桐 一宗 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (90029893)
大脇 成裕 大阪大学, 産業科学研究所, 講師 (50029873)
中原 住雄 関西大学, 工学部, 助手 (90067760)
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| Project Period (FY) |
1989
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1989)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 1989: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
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| Keywords | エキソ電子 / フラクト放射 / 低温 / 無機系先端材料 / アルミナ |
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| Research Abstract |
物質を摩擦したり、塑性変形や破壊させたりすると、音波(AE)の他、その励起した表面からエキソ電子と呼ばれる低エネルギ-の電子や、イオン、光子等が放射される。これらは一般にフラクト放射(FE)と呼ばれている。この放射現象は固体の表面あるいは破面の構造に敏感な性質を有し、表面あるいはその近傍の微視的き裂や格子欠陥等の生成に関係する。それゆえ、この現象は無機系先端材料の表面の塑性変形やミクロな破壊の観測に利用できる可能性がある。本研究では、室温および低温下の無機系先端材料(高純度アルミナ:99.9%)の3点曲げ試験による破壊過程での電子放射測定法の確立、および放射特性と破壊挙動との関連付けを行い、フラクト放射(主として電子)の観測が材料の破壊機構の解析に有効であることを実験的に示した。
液体ヘリウムを用いて、試料温度30〜300 で試験を行なう実験装置を設計・製作した。FEは冷温下で10^<-5>Pa以下室温下で10^<-4>Pa以下の高真空系の中の二次電子増倍管とマルチチャンネル・スケ-ラ-の組合せで観測し、デ-タは1sまたは1ms/Channelの割合で取り込んだ。FEに加えてAE信号も測定した。
FE信号は試験片の局部的な微視的破壊に対応して鋭いパルス波形を示す。低温下での曲げ強さの増加に基づく大きなエネルギ-解放に対応してFE信号は大きくなる。一方、減衰時間は温度の低下とともに長くなる。破壊時のFEの最大計数率は材料の破壊応力や剛性の両方に関連づけられ、長い減衰時間は微視的き裂面の非平衡状態や欠陥の緩和挙動を示していることが破面のSEM観察から推定できた。さらに精微な計測法の改善と種々の材料(高濃度格子欠陥、き裂、多相材等)および環境の組合せによって、各種無機系先端材料の破壊の特徴の観測及び機構の解明に応用し得ると考えられる。
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