2018 Fiscal Year Annual Research Report
Essence of Size Effects on Strength of Metallic Nano-Films
| Project/Area Number |
26220901
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
箕島 弘二 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50174107)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平方 寛之 京都大学, 工学研究科, 教授 (40362454)
近藤 俊之 大阪大学, 工学研究科, 助教 (70735042)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
|
| Keywords | 材料強度学 / 破壊 / 疲労 / クリープ / 金属薄膜 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，金属ナノ薄膜の変形・破壊に及ぼす表面酸化層と変形・破壊を生じる時の新生面の酸化・酸化層の影響を明らかにし，これにより純粋な表面効果を分離・抽出することにより，ナノ薄膜の機械的特性・強度に及ぼす寸法（膜厚）効果の本質を解明することを目的とする。本年度の研究実績は以下のとおりである。
1. ナノ薄膜の破壊じん性に及ぼす酸化層の影響: 表面酸化層厚さを制御した厚さ500 nmのCuナノ薄膜の破壊じん性試験を行い，実測したき裂先端近傍のひずみ場と関連付けて破壊じん性に及ぼす表面酸化層厚さ効果の発現機構を考察した。さらに，酸化層を除去した10 nmオーダー厚の円孔基板支持自立Cu超ナノ薄膜に対する破壊じん性試験法を開発して，破壊じん性に及ぼす表面酸化層の影響を検討した。
2. ナノ薄膜の疲労き裂発生・進展に及ぼす酸化層・酸化の影響: H29年度に引き続いて，自立Cuナノ薄膜の疲労き裂進展に及ぼす表面酸化層厚さの影響をき裂開閉口の観点及びき裂進展速度と進展機構の変化から検討した。また，自立Cuナノ薄膜の疲労き裂発生に及ぼす新生面の酸化・酸化層の影響を検討した。
3. ナノ薄膜のクリープ特性に及ぼす酸化層・酸化の影響: 大気中で不活性なAu薄膜のその場FESEM観察・EBSD解析クリープき裂進展試験を行い，き裂進展機構に及ぼす膜厚効果を検討した。また，酸化層厚さを制御したAlナノ薄膜のその場FESEM観察クリープき裂進展試験を行い，き裂進展特性と進展機構に及ぼす酸化層の影響を考察した。
4. 自立超ナノ薄膜の機械的特性評価: 自立超ナノ薄膜から微小試験片を作製する手法を改良して，機械的特性評価の信頼性を向上させた。
5. 成果統合: ナノ薄膜及び超ナノ薄膜の変形・破壊機構並びに強度の膜厚効果に及ぼす表面酸化層・酸化の影響について総合的に検討した。
|
| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
