1991 Fiscal Year Annual Research Report
走差トンネル顕微鏡を用いた疲労すべり帯およびマイクロクラッツの発生に関する研究
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02452093
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
石井 仁 静岡大学, 工学部, 教授 (90022235)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東郷 敬一郎 静岡大学, 工学部, 助教授 (10155492)
沢木 洋三 静岡大学, 工学部, 教授 (30005417)
佐々木 彰 静岡大学, 工学部, 教授 (80022309)
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| Keywords | 走査トンネル顕微鏡 / 疲労すべり帯 / マイクロクラック / 金 / 銀 / 銅 |
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| Research Abstract |
走査トンネル顕微鏡(STM)のシステムを完成させ、昨年度完成させた薄板用4点曲げ疲労試験機で繰返し変形を与えた純度99.98%以上のAu、AgあるいはCuに発生した疲労すべり帯の観察を行った。試作したSTMは最大走査範囲7.1μm×7.4μm、Z軸制御有効範囲255nm〜5.1μm(可変)、Z軸分解能0.1〜2nm(可変)の性能であることを確認した。なお、処理したデ-タを疑似3次元および平行投影法によるメッシュ状およびライン状の3次元表示、実空間および微分像のtop view階調表示あるいは高さのヒストグラム表示ができる機能を備えている。得られた主たる結果は以下のようなものである。Auでは、すべり帯間隔500nm〜2μm、段差50〜200nm程度の大きなすべり帯と、SEMでは識別が困難なすべり帯間隔50〜300nm、段差50〜80nm程度の小さなすべり帯とに大別できる。前者は繰返し数の影響を受け、繰返し数が増加すれば間隔、段差ともに小となる傾向が見られた。一方、後者には繰返し数による影響が見られず、大きなすべり帯はこれらの小さなすべり帯が集合した結果と見なせる。さらに、これらすべり帯に沿って高さが数nmの半球状の盛り上がりが観察されている。なお、比較のために観察した静的曲げによるすべり帯の間隔および高さはそれぞれ150〜500nm、20〜30nmで、疲労すべり帯より均一に分布するとともに段差も一方向であり、凹凸の程度も少なかった。Agの疲労すべり帯は間隔が200〜400nm、段差が15〜30nmとAuに比べ凹凸の程度が少なかった。またCuでは明確なすべり帯を観察出来なかった。これは酸化膜の影響により、最適な観察条件を見つけることが出来なかったためと考えられる。以上の結果を基に、今後さらに発展させるための検討を加えた。
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