2007 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ有機層を用いたセラミックスの力学特性のハイパフォーマンス化手法
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18560673
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
劉 玉付 The University of Tokyo, 先端科学技術研究センター, 客員准教授 (80354223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 義久 独立行政法人物質・材料研究機構, 主幹研究員 (60343844)
垣澤 英樹 独立行政法人物質・材料研究機構, 主任研究員 (30354137)
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| Keywords | 強度 / 靭性 / 破壊 / バイオ材料 / 稽層材料 |
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| Research Abstract |
(1)アフビの殼のマルチースケール変形・破壊過程のシミュレーション
平成18年度に行う、異なるディメンジオンでの変形・破壊状況をシミュレートする結果を統合化した。統合化した計算機科学の手法を用いて、平成18年度に実験で求めたアワビの殼の変形・破壊過程をシミュレートしか。
シミュレーションにより、ナノ～巨視オーダーでの変形・破壊現象をトレースできることを確認した。特に、界面でのはく離現象に着目した力学モデルを開発し、はく離エネルギーを評価するための理論的枠組みを作り上げた。
(2)異なる力学試験条件下での変形・破壊過程の観察とモデル化
透過型電子顕微鏡における引張り試験をその場観察を行い、有機層が無機層に強く接合しつつ、変形中にき裂をブリッジングする現象を詳細に調べた。アワビの殻の有機層が破断後の粘弾性変形が回復可能できることを明らかにし、そのメカニズムは蛋白質の水和反応による伸張ならびに収縮と考えられる。
このようにナノメートルオーダーでの観察には変形や損傷が生じた部分のTEM用試験片を切り出し、詳細に観察したことにより、有機物層の微視変形と破壊挙動がアワビの殼の巨視的力学挙動との関連性を得た。
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