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薄膜および極細線疲労試験方法の開発と電子顕微鏡による疲労破壊過程のその場観察

研究課題

研究課題/領域番号 05555032
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関京都大学

研究代表者

大谷 隆一  京都大学, 工学部, 教授 (50025946)

研究分担者 堀川 純  (株)島津製作所, 試験計測事業部, 技術職
安丸 尚樹  福井工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (90158006)
田中 啓介  名古屋大学, 工学部, 教授 (80026244)
多田 直哉  京都大学, 工学部, 助手 (70243053)
北村 隆行  京都大学, 工学部, 助教授 (20169882)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
1994年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
1993年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
キーワード薄膜 / 極細線 / 疲労 / 引張り / 試験装置 / 破壊過程 / その場観察 / 電子顕微鏡 / つかみ具
研究概要

従来の試験装置では困難であった厚さ10〜100μmの薄膜・極薄板および径10〜100μmの極細線の疲労試験装置を試作することを本研究の第一の目的としている.これらの試料の疲労試験においては,試料つかみ部における応力集中による破断の防止と微小荷重の精密な制御が問題であり,試験の実施が困難であった.本研究では,この点に従来の疲労試験装置とは異なる空気圧式負荷機構と特殊なチャッキング機構を取り入れた試験装置を試作した.本装置により薄膜や極細線の疲労強度特性を明かにすることができる.本年度は,昨年度に製作した疲労試験装置の試験片つかみ部に改良を加えて試験片取り付け部分からの破断防止策を検討した.また,疲労試験装置を走査型電子顕微鏡内に取り付けて,薄膜や極細線の疲労破壊過程の詳細を疲労試験中にその場観察できるシステムを開発した.
銅の極細線(直径70μm)の引張りおよび疲労試験を実施し,良好に試験を行えることを確認した後,強度および荷重-伸び関係等を得た.また,破面観察を行って破壊機構について検討した.
アルミニウム薄膜(厚さ15μm)の引張りおよび疲労試験を実施し,その場観察を行うとともに強度等について検討した.
また,表面硬化処理の機械的性質に及ぼす影響,薄膜の残留応力測定等の試験方法,微小部材の破壊等についても解析し,薄膜や極細線の試験方法について総合的に検討を加えた.

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] Ryuichi Ohtani: "Experimental Mechanics on Initiation and Growth of DistributedSmall Creep-Fatigue Cracks" Pro. of 10th International Conference on Experimental Mechanics,. 1173-1179 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大谷隆一: "一方向炭素繊維強化AS4/PEEK積層板の高温における疲労およびクリープ疲労層間はく離き裂伝ぱ" 日本機械学会論文集. 940-34. 1-8 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 北村隆行: "微小要素における粒界溝初成の原子シミュレーション" 日本機械学会論文集A編. 60. 2843-2848 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 多田直哉: "SUS304の内部き裂型クリープ疲労粒界破壊き裂発生・成長の数値シミュレーション" 材料. 44. 84-89 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田中啓介: "アルミニウム薄膜の集合組織と残留応力に関するX線的研究" 第30回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集. 93-98 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Kawakami: "Elastic-Creep Thermal Stress Analyses for the SMT-PGA Package's Solder Joint" Mechanics and Materials for Electronic Packaging,ASME. AMD-187. 197-203 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuichi Ohtani: "Effect of Crack Shielding due to Fiber Bridging on Delamination Propagation in IIigh Temperature Fatigue of As4/PEEK Laminate" 23rd National Symposium on Fiber Reinforced Polymers. 110-III114 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuichi Ohtani: "Experimental Mechanics on Initation and Growth of DistributedSmall Creep-Fatigue Cracks" Pro.of 10th International Conference on Experimental Mechanics. 1173-1179 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takayuki Kitamura: "Atomic Mechanics Simulation on Nucleation Process of Grain Boundary Grooving" Transaction of JSME,Ser.A. Vol.60. 2843-2848 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "X-Ray Measurement of Triaxial Residual Stress in Ceramic Composites and Coating Advances" X-ray Analysis. Vol.38. 473-480 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "X-ray Study on Texture and Residual Stress of Aluminum Thin Films" 30th National Symposium on X-ray Study and Material Strength. 93-98 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naoki Yasumaru: "Mechanical Properties of Type 304 Austenitic Stainless Steel Coated with Titanium Nitride after Ion-Nitriding" Materials Transactions. Vol.34. 696-702 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Kawakami: "Elastic-Creep Thermal Stress Analyzes for the SMT-PGA Package's Solder Joint" Mechanics and Naterials for Electronic Packaging ASME. AMD-187. 197-203 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sueo Kawai: "Thermal Stress Measurement in Silicon Chips Encapsulated in IC Plastic Packaging" Transaction of ASME. Vol.115. 9-15 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryuichi Ohtani: "Experimental Mechanics on Initiation and Growth ofDistributedSmall Creep-Fatigue Cracks" Pro.of 10th International Conference on Experimental Mechanics. 1173-1179 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 大谷 隆一: "一方向炭素繊維強化AS4/PEEK積層板の高温における疲労およびクリープ疲労層間はく離き裂伝ぱ" 日本機械学会論文集. 940-34. 1-8 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 北村 隆行: "微小要素における粒界溝初成の原子シミュレーション" 日本機械学会論文集A編. 60. 2843-2848 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 多田 直哉: "SUS304の内部き裂型クリープ疲労粒界破壊き裂発生・成長の数値シミュレーション" 材料. 44. 84-89 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 田中 啓介: "アルミニウム薄膜の集合組織と残留応力に関するX線的研究" 第30回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集. 93-98 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Kawakami: "Elastic-Creep Thermal Stress Analyses for the SMT-PGA Package's Solder Joint" Mechanics and Materials for Electronic Packaging,ASME. AMD-187. 197-203 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 大谷隆一: "一方向強化AS4/PEEK積層板の高温疲労層間はく離き裂伝ぱに対する繊維架橋によるクラックシールディング効果" 日本材料学会第23回FRPシンポジウム講演論文集. (発表予定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "X-Ray Measurement of Triaxial Residual Stress in Ceramic Composites and Coating Advances" X-ray Analysis. 38. 473-480 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Naoki Yasumaru: "Mechanical Properties of Type 304 Austenitic Stainless Steel Coated with Titanium Nitride after Ion-Nitriding" Materials Transactions. 34. 696-702 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 安丸尚樹: "複合表面処理(窒化+TiN被覆)された鋼の機械的性質" 日本金属学会北陸信越支部講演概要集. 57-58 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Sueo Kawai: "Thermal Stress Measurement in Silicon Chips Encapsulated in IC Plastic Packaging" Transaction of ASME. 115. 9-15 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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