2014 Fiscal Year Annual Research Report
延性/脆性/延性サンドイッチ構造を有する脆性薄膜層の靭性化機構
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25709066
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
岡本 範彦 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60505692)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 脆性延性転移 / その場観察変形試験 / 異相界面 / 塑性変形 / 微小寸法試料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近，合金化溶融亜鉛めっき(GA)鋼板のめっき被膜において，単体バルク状では脆性的な化合物が，薄膜状でかつ延性相に挟まれた形態をとる場合に室温靭性を有することを示唆する実験結果が得られた．本研究では，ミクロン/サブミクロンサイズ試料のSEM内その場微小変形試験を行うことにより，延性相と脆性相が共存する場合の脆性相の靭性化機構を解明することを目指す．まずGA鋼板のめっき被膜を構成する一連のFe-Zn系金属間化合物相のうち多結晶マイクロピラー圧縮試験において塑性変形能を示したΓ相(Fe基板に隣接)およびζ相(最表面)についてさまざまな圧縮軸方位で単結晶マイクロピラー圧縮試験を行った結果，Γ相では{110}<111>すべりが，ζ相では{110}<112>および(100)[001]すべりが活動することを明らかにした．さらに，各異相界面での剥離挙動を調べるために，異相界面を含む複相マイクロピラーのSEM内その場圧縮試験を行った結果，脆性/脆性相の組合せでは脆性的破壊を起こしたが，延性/脆性相の組合せでは塑性変形を全く示さずに脆性的破壊を起こす場合と，10%以上もの塑性変形を示した後に脆性的破壊を起こす場合があることを見出した．これは，脆性相中にクラックが発生した場合にクラック先端にかかる局所応力と降伏応力の大小関係および試料サイズに依存していると考えられる．実際，延性相の厚さを一定にしたまま脆性相の厚さを増加させるに従い，脆性的破壊に至るまでの塑性変形量が低下することを確認した．クラック進展に必要な応力は破壊靭性値と密接な関係にあるため，延性相と脆性相が共存する場合の脆性相の靭性化には，(i)各相のスケールファクター(厚さ), (ii)結晶粒径，(iii)破壊靭性値の3つが，最も重要な物理的因子であると示唆される．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
Materials Research Society Fall Meeting 2014 (アメリカ合衆国ボストン市，2014年12月2日)にて最優秀ポスター賞を受賞(学会発表2件目)．
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