| Research Abstract |
結晶粒界は,多結晶材料の力学物性,なかでも破壊現象に強く影響する。殊に,粒界に,転位群,或いはクラックが遭遇した時に発生する局部応力集中とその緩和過程は,クラックの発生・進展に決定的影響を与える.本研究では,劈開性と塑性の両性を有し,さらに透光性という特質を合わせ持つNaCl双結晶を作成し,これをモデル結晶として,載荷状態下での光弾性像その場観察により,粒界近傍のクラック,転位の運動とそれに伴う局部応力状態変化を可視化することを試みた。本年度はまず,方位を制御した2つの単結晶を組合わせて種結晶とし,チョコラルスキ法によりΣ5対応粒界を有する双結晶を成長させることに成功した.次に,この結晶から直方体に試片を切り出し,粒界の手前にクラックを導入し,DCBタイプの試片とした。これを小型引張試験機を装着した偏光顕微鏡上で引張り試験し,クラック進展,或いは辷り帯の発生を誘起し,それらと粒界面との交差線に沿う応力集中の発生と,その緩和過程を光弾性像その場観察した。その結果,粒界の存在しない単結晶の場合に比べ,クラック先端の進展が粒界に到達する以前に,既にクラック進展が抑制されていることを見いだし,その原因を明にするため,エッチピット法によって転位分布を観察したところ,クラック先端が粒界近傍に近づくと先端近傍の転位密度上昇が顕著に起こることが明らかとなった。このため,いわゆる転位遮蔽効果が,粒界のない場合と比較して,顕著に作用することが考えられる。今後さらに,得られた観察結果に対して像シミュレーションなどを駆使し,粒界近傍の局部応力状態変化を定量的に明確化する。これらの結果を通して粒界の破壊靱性値に及ぼす効果について考察する。
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