2019 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
18K03856
|
|---|
| Research Institution | Kindai University |
|---|
Principal Investigator |
伊藤 寛明 近畿大学, 工学部, 准教授 (70534981)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 熱粘弾性特性 / 粘度測定 / ネットワーク構造 / 応力緩和 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，昨年度実施したホウ酸系ガラスおよびリン酸系ガラスに加え，フッ化物リン酸系ガラスの一軸圧縮クリープ試験を実施し熱粘弾性特性を評価することで，応力緩和挙動および緩和時間に及ぼすネットワーク構造（化学組成）の影響を調査した．結果として，少なくとも市販光学ガラスにおいては，応力緩和挙動（緩和せん断弾性係数のマスターカーブを瞬間剛性率で除した値）に及ぼす化学組成の影響は見られないことを明らかにした．一方，同一粘度を示す温度において各ガラスの応力緩和時間を比較した際には，三次元網目構造ガラスよりもチェーン構造のガラスの緩和時間が長時間側にシフトすること，また，チェーンの短いフッ化物リン酸系ガラスの緩和時間が最も長くなることが確認された．このことから，ネットワーク構造は緩和時間と関係があり，ガラスの粘度と緩和時間に関するデータを今後さらに拡充することで，硝種ごとにクリープ試験等を行わずとも熱粘弾性特性を取得できる可能性が示されたものと考える．
一方，ガラスの粘度測定に関しては，従来のクリープ試験（196～980N）と併せて熱機械分析装置（TMA）を用いて1Nの極めて低荷重で平行平板試験を実施し，粘度・シフトファクタにおよぼす測定荷重（ひずみ速度）の影響について詳細に調査を行った．ガラス転移点から屈伏点の温度範囲においてGent式を用いて粘度を算出した結果，粘度は低荷重ほどやや低く見積もられたが，シフトファクタに関しては測定荷重の影響はほとんど見られずおおよそ同一の値が算出された．よって，シフトファクタの測定には種々の測定装置を使用することができるものと考えられる．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新たにフッ化物リン酸系ガラスの熱粘弾性特性の評価を行ったことで，応力緩和時間にネットワーク構造が影響を及ぼすことを明らかにしている．また，クリープ試験機以外に一般的に市販されている熱機械分析装置を用いてガラスの粘度及びシフトファクタの算出が従来のクリープ試験と同等の精度で可能であることを確認できていることから，おおむね順調に進展していると判断した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
応力緩和挙動，緩和時間に及ぼすネットワーク構造の影響について引き続き調査を行いデータ拡充に努める．市販の低分散ガラスに加えて，ガラスセラミックスなどネットワーク構造が明らかに異なるガラスに対して熱粘弾性特性の評価を行うことでより系統的な調査を行う．
また，汎用有限要素プログラムを用いてガラスの熱粘弾性特性を考慮した数値シミュレーションを実施する．ガラスモールド成形を模擬したシミュレーションを行い，成形中のガラスの変形や内部応力に及ぼす応力緩和挙動，特に緩和時間がどのように影響するのかを詳細に調査する予定である．
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染拡大のため，3月に参加予定であった学会がキャンセルとなり，それに係る旅費が未使用額となった．
|
