微小材料機械的特性評価試験機の試作

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555023
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 駒井 謙治郎 京都大学, 工学部, 教授 (70025948)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 砂子 勝好 住友電気工業(株), 情報電子研究所, 主任研究員 ; 山本 靖則 (株)島津製作所, 第二科学計測事業部, 主任 ; 箕島 弘二 京都大学, 工学部, 助教授 (50174107)
• Keywords: マイクロマシン / Si単結晶微小試験片 / 強化繊維 / 機械的性質 / 破壊 / 疲労 / 3点曲げ試験 / 環境効果

Research Abstract

本年度は、昨年度に開発した微小材料機械的特性評価試験機を用いて,異方性エッチングとダイシング加工により作成した,マイクロマシン用Si単結晶微小試験片の3点曲げ試験および複合材料用強化繊維の繊維横方向圧縮試験と繊維方向引張試験を実施した。これにより,Si微小試験片の弾性係数は,結晶方位依存性のあること,微小試験片の破断強度には,試験片加工方法(異方性エッチング,ダイシング加工)の影響を受けること,試験片表面のエッチングによる表面あらさが破断強度に大きな影響を与えることを明らかにした。さらに,強化繊維の横方向弾性係数は,繊維のミクロな繊維方向への配向度と関連を有すること,アラミド繊維は吸水することにより,繊維方向および繊維横方向弾性係数が低下するとともに,繊維のスプリッティングが大きくなることを示した。また,セラミック繊維である,アルミナ,SiC,Si-C-Ti-O繊維の繊維方向弾性係数は,湿潤環境の影響を受けないが,引張強度は湿潤環境中では真空中あるいは空中引張強度より低下することなど興味ある結果を得て,本開発試験機により微小材料の機械的特性評価が十分な精度で可能であることを確認した。

Research Products

• [Publications] 駒井謙治郎,箕島弘二,山田哲也: "複合材料強化単繊維の横方向圧縮試験" 日本材料学会第42期学術講演会講演論文集. 279-281 (1993)
• [Publications] 駒井謙治郎,箕島弘二,俵秀男,井上茂道,砂子勝好: "微小材料機械的特性評価試験機の試作とマイクロマシン用シリコン単結晶微小素子の破壊特性評価" 日本機械学会論文集,A編. 61. 52-58 (1994)
• [Publications] 駒井謙治郎,箕島弘二,井上茂道: "マイクロマシン用Si単結晶の微小素子の破壊・疲労特性評価" 日本機械学会関西支部第69期定時総会講演会講演論文集,No.944-1. 230-232 (1994)
• [Publications] 駒井謙治郎,箕島弘二,三島隆之: "アルミナ短繊維およびアルミナ繊維強化アルミニウムの破壊と疲労に及ぼす真空環境効果" 日本機械学会第71期通常総会講演会講演論文集. Vol.I. (1994)