2014 Fiscal Year Research-status Report
押し込みその場観察装置の作製とガラスの新規脆さ評価法の提案
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25420713
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
吉田 智 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (20275168)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ガラス / 変形 / 破壊 / インデンテーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究２年目の平成26年度は，実験評価項目の拡大と初年度の研究成果の発表を中心として，ほぼ当初計画通りに研究を進めることができた。
研究初年度に作製した「押し込みその場観察装置（顕微インデンター）」を用いて，ガラスの押し込み変形および破壊現象の圧子形状依存性を評価した。今年度の大きな成果は，接触領域周囲の沈み込み領域（Sinking-in領域）を実験的に決定できたことである。顕微インデンターを用いると，押し込み試験中のガラスと圧子の接触領域をガラスを通して底部からその場観察することができる。また，同軸照明を採用しているため，接触領域周囲に干渉縞が認められる。この干渉縞は，圧子表面と試料表面で反射した光が干渉することにより生じる。したがって，干渉縞の間隔と観察光波長とから，Sinking-in領域を実験的に決定することできる。
今年度は，圧子頂角の異なる種々のダイヤモンド圧子を用いてソーダ石灰ガラスに押し込み試験を行い，押し込み試験中のその場観察を行った。その結果，圧子先端の頂角が大きい鈍角の圧子を用いる方が，鋭角圧子に比べてSinking-in領域が広範囲に及ぶことが明らかとなった。この結果を圧子下での応力分布の違いから考察することが出来た。この研究成果は，圧子下でのガラスの弾塑性変形の理解に重要であるだけでなく，様々な形状の異物との衝突において，ガラスの破壊に対する危険性を予測できるという点で工業的にも有用である。
さらに，ここまでの研究で得られた成果について国際会議を含むいくつかの学会で発表するとともに学術雑誌に論文投稿した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度作製した顕微インデンターを用いて，押し込み変形挙動のガラス組成依存性から圧子形状依存性へと研究内容を展開することができた。この点で，本研究は順調に進展しているといえる。特に，Sinking-in領域を実験的に決定したことは国内外において初めての研究成果である。さらに，２回の国際会議で依頼講演を行い，この成果と押し込み破壊の駆動力の相関について発表できたこともこの研究の今後の展開のために重要であったと考える。しかしながら，押し込み変形挙動の圧子形状依存性のみならず，ガラス組成依存性や破壊形態の観察を行い，より多くの実験データを蓄積すべきであった点が反省すべき事項と考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，本研究の最終年度となる。したがって，これまでの実験データを取りまとめるとともに，特に押し込み破壊（脆さ）との関連性を考察するために必要な実験を集中して行う。
研究のまとめについては，国際会議における２件の招待講演により本研究の重要性を国際的にアピールするとともに論文発表を行う予定である。
実験については，ガラスの押し込み破壊の圧子形状依存性に関するデータを得る。また，これまでの結果を総括し，ガラスの押し込み破壊体制についての知見を取りまとめる。
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| Causes of Carryover |
今年度は，昨年度作製した顕微インデンターを用いてデータ取得をし，装置の改良を行わなかったこと，および複数の国際会議で成果を発表するように計画を変更したことのために，次年度使用額が生じることとなった。さらに，装置の修繕やトラブルがなく，各部品の交換を必要としなかったことも次年度使用額が生じた理由である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
押し込み変形と破壊の圧子形状依存性について集中的にデータ取得するため，ダイヤモンド圧子の購入を必要とする。また，当初計画の微小引っかき試験装置への改良についても検討する。さらに，学会参加および論文投稿のために助成金を使用する計画である。
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