2005 Fiscal Year Annual Research Report
キャビテーション・ショットレス・ピーニングによるナノ結晶化
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17360047
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
祖山 均 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90211995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 豊 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10260415)
山中 将 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20292229)
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| Keywords | ピーニング / キャビテーション / 結晶粒 / 疲労強度 / 表面改質 / 残留応力 / 噴流 / 硬さ |
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| Research Abstract |
キャビテーション衝撃力は,流体機械に損傷を生じるが,逆転発想的研究によりショット・ピーニングSPのごとく,機械材料の高強度化に活用でき,本ピーニングは,キャビテーション・ショットレス・ピーニングCSPと呼ばれている。本研究では,キャビテーション衝撃力の強力化と結晶の微細化に着目し,CSPによる疲労強度向上機構の解明とCSPの構築を目的とする。初年度の本年度は,以下の研究を実施して研究の基盤を構築した。
1.キャビテーション衝撃力の強力化
設備備品費で購入した高圧ポンプにより高速水噴流を噴射して高圧水を噴射するキャビテーション噴流において,噴射圧力ならびにキャビテーション気泡の崩壊場の圧力を増大させることによりキャビテーション衝撃力を強力化した。種々の噴射条件において,壊食試験によりキャビテーション衝撃力を評価した結果,従来よりも10倍程度加工能力が増大できることを明らかにした。また水中に低速水噴流を噴射して,その中心部に高圧水を噴射する「新規CSP法」によりキャビテーション衝撃力を強力化してCSPを行い,噴射条件により加工能力が大きく異なることを明らかにした。
2.CSP面のひずみの観察
CSPによるゲッタリング機構の解明を目的として,ゲッタリングサイトとなるシリコンウェハ内のひずみをTEMで観察した結果,ゲッタリングサイトとなるひずみは,100nm程度の転位の集積であることが判明した。
3.CSPによる疲労強度向上機構の解明
CSPによる疲労強度向上について,CSPで処理した試験片の残留応力をX線回折式応力測定装置で評価した結果,疲労強度向上には残留応力が深く関わっていることを明らかにした。
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