2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of mechanical scribing mechanisms of glass sheet by ultrahigh speed photoelastic stress imaging technique, and development of dynamic scribing theory
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15H03898
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
森田 昇 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (30239660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
比田井 洋史 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (60313334)
松坂 壮太 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30334171)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ガラス / ホイール割断 / 高速偏光計測 / 位相差情報 / 内部応力場 / 割断面品質 / 走査型電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ガラス材料のホイール割断加工の際に材料内部に生じる応力が亀裂の生成・進展挙動に及ぼす影響を実験的・理論的に明らかにすることを目的としており，平成29年度は主として以下の3点に関する研究開発を実施した．
1) ガラス基板下方に設置した偏光高速度カメラを用いて，ホイール通過直後のガラス内部位相差を動的に計測することに成功した．また，計測結果を利用することによって，ホイール通過後のガラス内部応力場の変化から，亀裂進展挙動や割断面品質の予測を可能とした．
2) 走査型電子顕微鏡内部で動作可能な小型割断装置を用いて，ホイールとガラス基板の接触部近傍を微視的に観察した．またその結果と，割断前後のガラス基板の表面形状の測定結果を比較・検討することによって，圧痕近傍での亀裂生成挙動に対する割断条件の影響を明らかにした．
3) ホイール割断後の保持環境を変化させることで，亀裂進展挙動に対する気圧や湿度の影響を明らかにした．
研究期間全体を通じた成果として，自由度の高い新規割断装置を製作し，従来は困難であった多方向からの各種観察・計測を可能とした点，ホイール通過後のガラス内部位相差から亀裂進展挙動および割断面品質の推定を可能とした点，走査型電子顕微鏡内でのホイール／ガラス接触点近傍の微視的観察を可能とし，ホイールの押込みによる亀裂生成挙動を明確化した点，有限要素法によるホイール押込み時のガラス内部応力場を解析し，ガラス基板の設置（拘束）条件が計算結果に大きな影響を及ぼすことを明らかにした点等が挙げられる．今後は，本研究で開発した割断・計測システムを用いて，炭化ケイ素やサファイア等の結晶性材料におけるホイール割断現象の解明を進める計画である．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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