2010 Fiscal Year Annual Research Report
ダイヤモンド三次元マイクロ金型による超高圧下での実験的塑性流動解析
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22560118
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
野口 裕之 日本工業大学, 工学部, 准教授 (30302623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 学 日本工業大学, 工学部, 助手 (30406409)
三好 和壽 日本工業大学, 工学部, 教授 (70019777)
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| Keywords | 超精密金型転写 / トライボロジー / 集束イオンビーム加工 / ダイヤモンドアンビル |
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| Research Abstract |
超高圧実験に使用される単結晶ダイヤモンドアンビルの平坦部(キュレット部)を、集束イオンビーム(FIB)加工観察装置を用いて自由曲面を有するマイクロサイズの凹形状に加工する。これを高剛性の圧縮成型金型として用い、ダイヤモンド金型が座屈する限界である70～300GPa程度の超高圧を負荷し、金属材料やセラミックス材料を無潤滑で圧縮成形を行うことで、世界初のダイヤモンド製マイクロ金型による超高圧下でのマイクロ板鍛造を実現することが本研究の目的である。さらに超高圧下で成形したマイクロ成形体の解析としては、ガラス転移点や相転移などの現象の流動解析等を重点的に実施する。
今年度はダイヤモンドアンビルのキュレット部に、単純形状の四角錐を複数個組み合わせたマイクロダイヤモンド凹形状金型を製作した。ナノインプリンティング方式により、四角錐加工形状がナノレベルの加工が実施できていることを確認した。さらに2個のダイヤモンドアンビルを対向して組み合わせ、予備の超硬金型を用いて加圧実験を行ったところ、ダイヤモンドアンビルの平坦部に均等に圧力が作用せず、応力集中によりダイヤモンドアンビルが崩壊してしまった。応力解析の結果、ダイヤモンドの剛性が高いことから、ダイヤモンドの耐久試験であるダイヤモンド通しを接触させて超高圧を負荷することは中止し、当初の目的であるダイヤモンドアンビルに塑性加工可能な物質を挟んで常温下で加圧実験を行うこととした。被加工材に厚さ50μmのアルミニウム箔を面圧1.7GPa、3.42GPa、5.14GPaの面圧で加圧した結果、完全充填に至らないものの、1辺7μmの四角錐の形状を転写することに成功した。
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Research Products
(3 results)
