2004 Fiscal Year Annual Research Report
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16360054
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
箕島 弘二 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50174107)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 和人 京都大学, 大学院・工学研究科, 講師 (50303855)
菅田 淳 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60162913)
植松 美彦 岐阜大学, 工学部, 助教授 (80273580)
谷 周一 三菱電機(株), 先端技術総合研究所, マネージャー(研究職)
番 政広 三菱電機(株), 産業システム研究所, マネージャー(研究職)
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| Keywords | マイクロマテリアル / 薄膜 / 疲労 / 機械的特性 / 引張負荷 / 曲げ負荷 / 環境効果 |
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| Research Abstract |
マイクロシステムの実用化は,機械としての信頼性を確保した上で初めて成り立つものである。近年では,バルクマイクロマシーニングによるマイクロ構造体にくわえ,従来は機能材料として用いられてきた厚さが数μm以下の薄膜が構造材として用いられるようになってきたが,その疲労を含む強度特性など,マイクロシステムの設計や信頼性を確保する上での基本的な特性データは皆無である。そこで,本研究においては,高繰返し速度の疲労試験が可能な薄膜疲労試験システムを開発することを目的として研究を行った。本年度は,まず厚さがμmオーダの薄膜の高繰返し速度下の疲労試験が可能となる,ピエゾ素子アクチュエータによる疲労荷重負荷機構,高速度微小変位・ひずみ計測システムの基礎設計・開発を行うとともに,長時間にわたる疲労試験が実施可能なように制御プログラムをあらたに開発するとともに,疲労試験システムの外乱等に対する動作の安定性について検討を加えた。さらに,薄膜疲労試験片の変位・ひずみ測定が疲労荷重下においても測定可能となるように,測定手法の改良を図った。今年度は,これらを用いて,ポリシリコン薄膜微小試験片の引張・疲労試験を実施し,ひずみ測定の問題点を抽出するとともに,測定精度をさらに向上させる手法を提案した。併せて,長時間にわたっての疲労試験が可能であることを確認するとともに,乾燥空気中と純水中で疲労試験を実施し,ポリシリコン薄膜は乾燥空気中においては疲労による損傷・破壊は見られないのに対して,純水中では疲労破壊が生じることを明らかにした。さらに実用上重要である,曲げ応力負荷条件下の薄膜微小試験片に対してギガサイクルオーダの疲労試験を実施するための静電アクチュエータの制御プログラムの開発を開始した。
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