2015 Fiscal Year Annual Research Report
微細構造表面創成のための圧電駆動式その場ナノインデンテーションに関する研究
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14F04048
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40323042)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
HUANG HU 慶應義塾大学, 理工学部, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノインデンテーション / 押し込み / 単結晶シリコン / 相変態 / マイクロ・ナノ加工 / 超精密切削 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H27年度では、前年度の継続として3次元微細形状を創成するための多自由度押し込み加工システムの構築および各種材料への微小押し込み実験を行った。具体的には、本研究室保有の3軸超精密加工装置へ圧電式ナノ微動技術を取り込むことにより、多自由度を持つ超精密微細押し込み加工システムを構築し、平面のみならず曲面形状へのナノレベルの表面微細構造の創成加工を可能とした。現在、本装置の最終調整および制御プログラムの開発を進めている。また、装置開発と同時に、市販のナノインデンテーション試験機を用いてダイヤモンド圧子による各種先端材料（例えば単結晶シリコンや金属ガラスなど）のインデンテーション実験を行い、押し込みにおける材料の変形・破壊・相変態の基本メカニズムの解明を行った。例えば、単結晶シリコンの押し込み実験では、荷重除去段階の荷重変化速度を制御することにより高圧相を効率的に生成する方法を見出し、形状構造だけでなく新たな機械的特性を持つシリコン材料を創製する可能性を示した。また、金属ガラスの押し込み実験では、試料の予備変形が押し込み特性に与える影響を実験的に解明し、金属ガラスの機械的特性における予備塑性加工の影響のメカニズム解明に大きく寄与した。これらの基礎研究の成果は、本研究で開発した3次元微細形状創成のための多自由度押し込み加工システムの性能検証および今後の応用展開にとって非常に有意義な参考となると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
3次元微細形状を創成するための多自由度押し込み加工システムの構築や各種先端材料のインデンテーション実験による材料の変形・破壊・相変態の基本メカニズムの解明では多くの成果が得られており、本研究は順調に進んでいる。また、これらの研究成果は、本提案の今後の応用展開にとって大きく寄与するものであると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H28年度では、これまでに開発した3軸超精密加工装置へ搭載の圧電式ナノ微動多自由度超精密微細押し込み加工システムを用いて曲面形状へのナノレベルの表面微細構造の創成加工を行い、微細形状の創製および新たな機械的特性を持つ材料表層の創製を行っていく予定である。
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