ハイブリッド観察システムを用いたセラミックスのき裂発生過程の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555233
• Research Institution: Toyota Technological Institute
• Principal Investigator: 上野 明 豊田工業大学, 工学部, 助教授 (30160188)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸本 秀弘 豊田工業大学, 工学部, 教授 (10148348)
• Keywords: 窒化ケイ素セラミックス / き裂発生 / 光電子増倍管 / フォトンエミッション / 繰返し混合モード / モードII / レーザー顕微境 / 原子間力顕微鏡

Research Abstract

本年度の研究実績は,以下の通りである.
(1)光電子増倍を用いて,セラミックスの破断および破断に至る過程におけるフォトンエミッションを検出できるように,暗箱内で4点曲げを負荷できる装置を製作した.
(2)(1)の装置を用いて,アルミナと窒化ケイ素を用いた4点曲げ試験を行い,破断時に,非常に大きなフォトンエミッションを検出した.このフォトンエミッションは,試験片破断後もしばらくの間放出されることもわかった.
(3)窒化ケイ素の場合,破断に至るまでの負荷応力約300MPa以上の領域でも,フォトンエミッションの漸増が観察された.製造欠陥からの微視発生と何らかの関係があると思われるため,次年度では,レーザー顕微鏡および原子間力顕微鏡を用いたき裂発生の観察をすすめる.
(4)繰返し混合モード下におけるセラミックスのき裂発生研究のための試験機の改造と,ガラスを用いた予備実験を行った.その結果,単調混合モードにおけるき裂は,最大主応力に対して垂直(モードI)方向に発生するが,繰返し混合モード下ではみかけ上,主せん断応力(モードII)方向に発生する場合のあることがわかった.

Research Products

• [Publications] 上野明,岸本秀弘,中山実: "常圧焼結窒化ケイ素の製造欠陥から自然発生する微視に対する荷重繰返しの影響"日本材料学会第49期学術講演会講演論文集. 149-150 (2000)
• [Publications] 上野明,岸本秀弘,磯部幸司: "ガラスの混合モード下におけるき裂進展特性"日本機械学会2000年度年次大会講演論文集. 57-58 (2000)
• [Publications] 上野明,岸本秀弘,磯部幸司: "混合モード下におけるガラスのき裂進展特性"第44期日本学術会議材料研究連合講演会講演論文集. 101-102 (2000)
• [Publications] 上野明,岸本秀弘,坂本龍哉: "フォトンエミッションを用いたセラミックスのき裂発生検出の試み"日本機械学会2001年度年次大会. (発表予定). (2001)