2005 Fiscal Year Annual Research Report
金属積層薄膜化に伴う疲労・電気的特性変化とその幾何学的構造支配因子
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16360056
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
鳥居 太始之 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (80033249)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 憲一 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (50294434)
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| Keywords | 膜積層材料 / 銅膜材料 / 疲労 / 超音波探傷 / 接着界面 / 界面はくり / エポキシ樹脂 / 電気抵抗 |
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| Research Abstract |
昨年度の基礎的実験に引き続いて,新たに超音波探傷装置による膜材の疲労損傷計測の開発を行い,銅膜材および樹脂接着銅膜材の疲労損傷・電気特性変化を検討し,以下の結果が得られた。
1.超音波の音圧反射率変化を利用した疲労損傷計測法の開発
超音波探傷映像装置で得られるCスコープ画像は,材料表面からの音圧反射率を示すことに着目して,輝度情報を得るための画像処理ソフトを開発した。さらに音圧反射率は材料表面の材料定数(ヤング率)に関係することを導き,実際に数種類の材料を用いて確認した。その方法により金属接着膜材の疲労過程の輝度変化を測定した結果,拡散接合膜材では疲労に伴って減少するが,樹脂接着膜ではほとんど変化しないことがわかった。これより樹脂接着の有無によって積層銅膜材表面の疲労に伴う材質変化に相違があることが明らかになった。
2.銅膜材および樹脂接着銅膜材の疲労に伴う損傷計測と電気抵抗測定
銅膜材は樹脂接着の有無によって,その疲労損傷形態は著しく相違しており,膜単体ではすべりが多くき裂は大きく屈曲して進展するが,一方銅膜片面が母材に樹脂接着されるとすべりを伴わないぜい性的様相を示し比較的直線状のき裂進展となること,また樹脂界面はき裂を一時停止する効果があり,疲労寿命は増加することがわかった。このように本来延性を示す銅膜がぜい性破壊となるように材質自身が変化することは,薄膜材使用において使用(境界)条件すなわち幾何学的条件に特に配慮する必要があることがわかった。さらに,疲労に伴う銅膜材の電気抵抗変化を高精度に測定する方法を開発した。その方法を用いて,膜単体では疲労き裂発生までは,電気抵抗はいくらか減少し,その後き裂進展に伴って増加する傾向を示した。一方樹脂接着材では短いき裂発生期間ではすべりを伴わないためほとんど変化はなく,その後き裂進展に伴って増大した。このように膜材の疲労損傷とくにき裂進展が生じると電気抵抗変化を生じることが明らかになった。
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