1996 Fiscal Year Annual Research Report
固体の変形破壊にともなう新生破面からの電子・イオン・光子放射
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08455047
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
中原 住雄 関西大学, 工学部, 助教授 (90067760)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大脇 成裕 大阪府立大学, 総合科学部, 教授 (50029873)
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| Keywords | 電子放出 / 破壊 / 低温 / 真空 / スペックルパターン / ひずみ / 熱膨張 / AFM(原子間力顕微鏡) |
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| Research Abstract |
本研究は、金属・無機材料・有機高分子等の固体の変形破壊に至る現象を、マクロな観点からと電子放出などのフラクト放射を通したミクロな観点からとで計測し、破壊現象や放射機構を探求しようというものである。
本年度は極低温・超高真空の実験装置の作製を目指し、現在製作中である。真空排気系は、ターボ分子ポンプとイオンポンプで構成されている。現在、試料を室温から液体窒素温度まで冷却することが出来る(〜10^<-8>Torr)。
上記の測定方法の開発や、実験装置の製作と並行して、現有の低温真空クライオスタット(到達温度:90K,真空度:10^<-4>Torr)と電子スペックルパターン干渉法とを用いて、各種材料の冷却過程における変形の観測を行い、変形挙動の解析の一助にすることを目的とした。結果として、実時間で熱収縮による試料面全体の変形挙動を観察することができ、塑性変形や破壊の前駆現象である面内収縮や面外の反りなどのマクロな力学的現象を観察し、ひずみや熱膨張率の値として求めることができた。
一方、変形や破壊された面をミクロに観察するために、本年度の設備備品費で購入した原子間力顕微鏡(AFM)を活用した。ステンレス鋼やセラミックスなどについて、室温及び低温下で塑性変形や破壊する際の電子放射強度を測定し、変形後の試料をSEMで観察して、生じた金属組織の変化と電子放射との関連を調べてきた。破面観察において、試料にダメ-ジを与えないなどの条件を付加すると、測定できる大きさに限界が生じていたが、AFMを用いることにより数段分解能を高めることができ、よりミクロな破壊領域の観察の可能性を示した。
次年度は、光子やイオンの放射も観測対象に入れる。また試料温度について、極低温下(10K)での実験を目指す。
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[Publications] Sumio Nakahara et al.: "Strain Measurements of Stainless Steel at Low Temperatures Using Electronic Speckle Pattern Interferometry" The ICEC 16/ICMC Proceedings. (in print). (1997)
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[Publications] Sumio Nakahara et al.: "Deformation Measurement of Several Materials in Cooling Processes from Room Temperature to 77K using Electronic Speckle Pattern Interferometry" Akademic Verlag Series in Optical Metrology Simulation and Experiment in Laser Metrology. 2. 170-175 (1996)
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[Publications] Yasunori Fukuda et al.: "Estimation of ultraviolet radiation dose using CaF2 : Tb phosphor" Radiation Protection and Dosimetry. 65. 325-328 (1996)
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[Publications] Narayanan Srinivasan et al.: "Tunable near-infrared and visible all-solid-state optical parametric oscillator amplifier system based on pottasium titanyl phosphate crystal" Japanese Journal of Applied Physics. 35. 4639-4644 (1996)
