弾性表面波によるアモルファス構造材料の残留応力測定に関する研究

• Project/Area Number: 06750076
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 柴野 純一 北海道大学, 工学部, 助手 (60206141)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 弾性表面波 / 残留応力 / アモルファス / 非破壊測定

Research Abstract

1.アモルファス構造材料の製作
基材に生体材料として用いられているオーステナイト系ステンレス鋼SUS316、コーティング材にバイオセラミックスとして注目されている窒化チタンTiNを選択し、スパッタリングによるコーティングを行った。そして、コーティング層の割れや剥離の生じないスパッタリング条件を検討した。その結果、以下の条件の下で膜厚3.4μmの良好なコーティング層が得られた。
◎投入電力:100W、放電圧(Ar+N_2):1.0Pa,N_2分圧:0.014Pa、蒸着時間10hr
しかしながら、X線で確認した結果、得られた試料は結晶構造であった。アモルファス構造となるスパッタリング条件を現在検討中である。アルミナなど他のコーティング材料も検討している。
2.弾性表面波によるアモルファス構造材料の残留応力測定
ディジタルストレージスコープ1台、ユニバーサルカウンタ1台、パルス発生器1台、くさび形トランスジューサ3個を用いて測定システムを構築した。
予備実験として、SUS316の弾性表面波に対応したくさび形トランスジューサを用いて、タイムインターバル法の検討を行っている。現在までに明らかになっていることは以下のとおりである。1)入力強度5V、周波数5MHzのパルスの場合、トランスジューサ間距離50mmまでは弾性表面波の検出が可能である。2)トランスジューサの試験片への装着圧力や接触媒体の厚さによって弾性表面波の強度が変化する。これらについて、定量的検討を引き続き行う。
アモルファス構造材料が作製でき次第、本実験を行う。