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ナノフラクトグラフィ技術の確立と破壊強度研究への応用

研究課題

研究課題/領域番号 07305004
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分総合
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

駒井 謙治郎  京都大学, 工学研究科, 教授 (70025948)

研究分担者 野口 博司  九州大学, 工学部, 助教授 (80164680)
中井 善一  神戸大学, 工学部, 助教授 (90155656)
石井 仁  静岡大学, 工学部, 教授 (90022235)
箕島 弘二  京都大学, 工学研究科, 助教授 (50174107)
酒井 明  京都大学, 工学部, 教授 (80143543)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
1996年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1995年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
キーワード走査型プローブ顕微鏡 / 原子間力顕微鏡 / 走査型トンネル顕微鏡 / その場観察 / ナノフラクトグラフィ / 破壊 / ラウンドロビン試験 / ナノメータ損傷評価 / 硬壊 / 環境効果 / 超微小硬さ計
研究概要

走査プローブ顕微鏡としてSTM,コンタクトモードAFM,タッピングモードAFMを用いた,ナノフラクトグラフィ技術の開発とその標準化をはかるためのラウンドロビン試験を実施した。試験にあたってはマイクロシ-ニングにより作成したSPM標準試料,CDサンプル試料を各研究機関に配付して,各研究機関において,SPM観察を行った。これにより,各研究機関間における深さ精度などの測定結果の差異,水平距離測定精度,SPM像に及ぼす超高真空中と大気中の観察環境の影響や探針先端の形状の影響,SPM観察を行う前後の探針の損傷,および各SPMモード間の差異とそれらの特徴について考察を加えた。また,ナノメータオーダの3次元形状測定におよぼす製造メーカーの依存性について検討を加えた。さらに,AFM・STMを破壊強度研究に用いた例として,腐食ピット,粒界腐食,応力腐食割れ損傷のその場観察について検討を加えるとともに,種々の金属材料の疲労損傷過程にSPMを用いて,き裂発生,進展過程のナノメータオーダの機構について考察を加えた。また,AFMをナノメータオーダの微小硬さ計として応用するための基礎研究を行い,本手法を用いてナノメータオーダの微小領域の機械的特性が十分な精度により測定できることを示すとともに,SPM像に大きな影響を与えるSPM探針の先端形状をナノメータオーダの精度で測定する手法を開発し,その有用性について考察を加えた。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (90件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (90件)

  • [文献書誌] K. Komai: "In-situ Observation of Corrosion Process by Scanning Atomic Force Microscope" Computer Methods and Experimental Measurements for Surface Treatment Effects II. 121-128 (1995)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "ぜい性破面のSEM/AFMによる3次元定量解析" 日本機械学会論文集,A編. 61-587. 1587-1594 (1995)

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  • [文献書誌] K. Komai: "Development of Mechanical Testing Machine for Microelements and Fracture and Fatigue Behavior of Single-Crystal Silicon Microelements" Proc. International Symposium on Advanced Technology in Experimental Mechanics. 135-140 (1995)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "Si単結晶マイクロエレメントの破壊・疲労特性評価と水環境効果" 日本機械学会論文集,A編. 62-596. 978-984 (1995)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "高強度Al合金のSCCき裂進展過程のAFM微視観察と大気/真空環境変動効果" 日本機械学会論文集,A編. 62-600. 1827-1833 (1995)

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  • [文献書誌] K. Komai: "Nanoscopic AFM Observation of Fracture and Fatigue Behavior of Single-Ctystal Silicon Microelements" Proc. Asian-Pacific Conference for Fracture and Strength, '96. 671-676 (1996)

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  • [文献書誌] K. Komai: "In-Situ Nanoscopic Visualization of Stress Corrosion Cracking of High-Strength Aluminum Alloy by Scanning Atomic Force Microscopy" Journal de Physique IV, Colloque C6, suppement au Journal de Physique III. Vol.6. C6-413-C6-420 (1996)

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  • [文献書誌] K. Minoshima: "Nanoscopic Visualization of Localized Damage by Scanning Probe Microscopy" Materials Science Research International. 2-4. 209-219 (1996)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "高強度Al合金のSCCき裂進展過程のAFM微視観察と大気/真空環境変動効果" 第8回破壊力学シンポジウム講演論文集. 131-135 (1995)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "高強度・高弾性単繊維の損傷過程のAFM微視観察と環境効果" 平成7年度材料力学部門講演会講演論文集. Vol.A. 419-420 (1995)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "シリコン単結晶マイクロエレメントの破壊・疲労特性評価" 第73期日本機械学会全国大会講演論文集. Vol.I. 362-363 (1995)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "AFMを用いた銅合金トロリ線の腐食損傷のナノスコピック観察" 第73期日本機械学会全国大会講演論文集. Vol.I. 368-369 (1995)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "フェライト系耐熱鋼の腐食ピット初生過程のAFMその場観察" 第73期日本機械学会通常総会講演会講演論文集. No.96-1. 254-255 (1996)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "ぜい性破面のSEM/STM/AFMによる3次元定量解析" 第9回クラフトグラフィシンポジウム. 127-130 (1996)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "シリコン単結晶微小素子の疲労特性と水環境効果" 第40回日本学術会議材料研究連合講演会. 110-111 (1996)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "アラミド単繊維の横方向圧縮特性に及ぼす環境効果" 日本機械学会第74期全国大会講演論文集. No.96-15. 145-146 (1996)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "アラミド繊維およびアラミド繊維強化エポキシ樹脂基複合材料の破壊に及ぼす真空環境効果" 日本機械学会第74期全国大会講演論文集. No.96-15. 207-208 (1996)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "シリコン単結晶マイクロエレメントの破壊・疲労挙動のAFM微視観察と水環境効果" 日本機械学会平成8年度材料力学部門講演会講演論文集. No.96-10. 465-466 (1996)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "高強度鋼のHEき裂のAFM微視観察" 第43回腐食防食討論会. 445-446 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "オーステナイト系ステンレス鋼のナノスコピックAFM腐食損傷評価" 日本機械学会関西支部第72期定時総会講演会講演論文集. No.974-1. 5-49-5-50 (1997)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "アラミド繊維の引張破壊特性に及ぼす真空・水環境効果と繊維損傷のAFM微視観察" 第74期日本機械学会通常総会講演会講演論文集. No.97-1, Vol.II. 63-64 (1997)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "ステレオフラクトグラフィー" 株式会社養賢堂, 130 (1996)

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  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, M.Itoh, and T.Miyawaki: "In-situ Observation of Corrosion Process by Scanning Atomic Force Microscope" Computer Methods and Experimental Measurements for Surface Treatment Effects. II. 121-128 (1995)

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  • [文献書誌] K.Minoshima, M.Endo, T.Miyawaki, and K.Komai: "Three-Dimensional Quantitative Analyzes of Brittle Fracture Surfaces with SEM/STM/AFM" Transactions of JSME,Series A. Vol.61, No.587. 1587-1594 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, and S.Inoue: "Development of Mechanical Testing Machine for Microelements and Fracture and Fatigue Behavior of Single-Crystal Silicon Microelements" Proc.International Symposium on Advanced Technology in Experimental Mechanics. 135-140 (1995)

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  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, S.Inoue, H.Fujii: "Evaluation of Fracture and Fatigue Strength of Single-Crystal Silicon Microelements and Influence of Water" Transactions of JSME,Series A. Vol.62, No.596. 978-984 (1996)

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  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, T.Miyawaki: "In-Situ Observation of Stress Corrosion Cracking of High-Strength Aluminum Alloy by Scanning Atomic Force Microscopy and Influence of Vacuum" Transactions of JSME,Series A. Vol.62, No.600. 1827-1833 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, and S.Inoue: "Nanoscopic AFM Observation of Fracture and Fatigue Behavior of Single-Crystal Silicon Microelements" Proc.Asian-Pacific Conference for Fracture and Strength '96. 671-676 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, and T.Miyawaki: "In-Situ Nanoscopic Visualization of Stress Corrosion Cracking of High-Strength Aluminum Alloy by Scanning Atomic Force Microscopy" Journal de Physique IV,Colloque C6, Suppement au Journal de Physique III. Vol.6. C6-413-C6-420 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Minoshima and K.Komai: "Nanoscopic Visualization of Localized Damage by Scanning Probe Microscopy" Materials Scince Research International. Vol.2, No.4. 209-219 (1996)

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  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, and T.Miyawaki: "Nanoscopic AFM Observation of Stress Corrosion Cracking of High-Strength Al Alloy and Influence of Vacuum/Air Environmental Change" Proc.8th Symposium on Fractography, JSMS. 131-135 (1995)

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  • [文献書誌] K.Minoshima, K.Tsuru, S.Murakami and K.Komai: "Nanoscopic AFM Observation of High-Strength and High-Modulus Fiber and Influence of Environment" Proc.of 1995 Annual Meeting of JSME/MMD. Vol.A. 419-420 (1995)

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  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, and S.Inoue: "Evaluation of Fracture and Fatigue Strength of Single-Crystalline Silicon Microelement" Proc.73rd JSME Fall Annual Meeting. No.95-10, Vol.I. 362-363 (1995)

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  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, and K.Miyazawa: "Nanoscopic Visualization of Corrosion Damage of Copper Alloy for Trolley Wire by AFM" Proc.73rd JSME Fall Annual Meeting, No.95-10. Vol.I. 368-369 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, and R.Kohno: "In Situ Observation of Nanometric Sized Corrosion Pits in Ferritic Heat Resistance Steel by AFM" Proc.73rd JSME Spring Annual Meeting, No.96-1. Vol.II. 254-255 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Minoshima, M.Endo, T.Miyawaki, and K.Komai: "Three-Dimensional Quantitative Analyzes of Brittle Fracture Surfaces with SEM/STM/AFM" Proc.9th Symposium on Fractography, JSMS. 127-130 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, S.Inoue, and H.Fujii: "Fatigue Fracture Behavior of Silicon Single Crystal Microelement and Influence of Water" Proc.40th Japan Congress on Materials Research, Science Council of Japan. 110-111 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Minoshima, S.Kinoshita, Y.Maekawa, and K.Komai: "Influence of Environment of Lateral Compression of Aramid Single Fiber" Proc.74th JSME Fall Annual Meeting, No.96-15. Vol.II. 145-146 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Minoshima, K.Tsuru, and K.Komai: "Influence of Vacuum on Fracture Behavior of Aramid Fiber and Its Epoxy Matrix Composite" Proc.74th JSME Fall Annual Meeting, No.96-15. Vol.II. 207-208 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, and S.Inoue: "Nanoscopic AFM observation of Fracture and Fatigue Behavior of Single Crystal Si Microelements and Influences of Water" Proc.of 1996 Annual Meeting of JSME/MMD,JSME,No.96-10. Vo.B. 465-466 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Minoshima, H.Nakayama, and K.Komai: "AFM Observation of HE Crack of High-Strength Steel" Proc.43rd Symposium on Corrosion and Corrosion Prevention. 445-446 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komai, K.Minoshima, and K.Shirahase: "Nanoscopic Corrosion Damage Evaluation of Austenitic Stainless Steel by Atomic Force Microscope" Proc.of 72nd JSME Annual Meeting of Kansai Branch. No.974-1. 5-49-5-50 (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Minoshima, K.Tsuru, and K.Komai: "Nanometric AFM Observation of Fiber Surface Damage and Influence of Vacuum and Water on Tensile Fracture Behavior of Aramid Fibers" Proc.of 72nd JSME Annual Meeting of Kansai Branch, No.97-1. Vol.II. 63-64 (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komai: Stereo-Fractography. Yokendo Ltd., Tokyo, Japan, (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Komai: "In-situ Observation of Corrosion Process by Scanning Atomic Force Microscope" Computer Methods and Experimental Measurements for surface Treatment Effects II. 121-128 (1995)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 箕島 弘二: "ぜい性破面のSEM/STM/AFMによる3次元定量解析" 日本機械学会論文集,A編. 61-587. 1587-1594 (1995)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Komai: "Development of Mechanical Testing Machine for Microelements and Fracture and fatigue Behavior of Single-Crystal Silicon Microelements" Proc.International Symposium on Advanced Technology in Experimental Mechanics. 135-140 (1995)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 駒井 謙治郎: "Si単結晶マイクロエレメントの破壊・疲労特性評価と水環境効果" 日本機械学会論文集,A編. 62-596. 978-984 (1995)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 駒井 謙治郎: "高強度Al合金のSCCき裂進展過程のAFM微視観察と大気/真空環境変動効果" 日本機械学期論文集,A編. 62-600. (1995)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Komai: "Nanoscopic AFM Observation of Freacture and fatigue Behavior of Single-Crystal Silicon Microelements" Proc.Asian-Pacific Conference for Fracture and Strength,'96. 671-676 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Komai: "In-Situ Nanoscopic Visualization of Stress Corrosion Cracking of High-Strength Aluminum Alloy by Scanning Atomic Force Microscopy" Journal de Physique IV,Colloque C6,Suppement au Joutnal de Physique. Vol.6. C6-413-c6-420 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Minoshima: "Nanoscopic Visualization of Localized Damage by Scanning Probe Microscopy" Materials Scinece Research International. 2-4. 209-219 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "高強度Al合金のSCCき裂進展過程のAFM微視観察と大気/真空環境変動効果" 第8回破壊力学シンポジウム講演論文集. 131-135 (1995)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 箕島弘二: "高強度・高弾性単繊維の損傷過程のAFM微視観察と観察効果" 平成7年度材料力学部門講演会講演論文集. Vol.A. 419-420 (1995)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 駒井 謙治郎: "シリコン単結晶マイクロエレメントの破壊・疲労特性評価" 第73期日本機械学会全国大会講演論文集. Vol.I. 362-363 (1995)

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  • [文献書誌] 駒井 謙治郎: "AFMを用いた銅合金トロリ線の腐食損傷のナノスコピック観察" 第73期日本機械学会全国大会講演論文集. Vol.I. 368-369 (1995)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "ぜい性破面のSEM/STM/AFMによる3次元定量解析" 第9回フラクトグラフィシンポジウム. 127-130 (1996)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "シリコン単結晶微小素子の疲労特性と水環境効果" 第40回日本学術会議材料研究連合講演会. 110-111 (1996)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "アラミド単繊維の横方向圧縮特性に及ぼす環境効果" 日本機械学会第74期全国大会講演論文集. Vol.96-15. 145-146 (1996)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "アラミド繊維およびアラミド繊維強化エポキシ樹脂基複合材料の破壊に及ぼす真空環境効果" 日本機械学会第74期全国大会講演論文集. Vol.96-15. 207-208 (1996)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "高強度鋼のHEき裂のAFM微視観察" 第43回腐食防食討論会. 445-446 (1996)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "オーストラリア系ステンレス鋼のナノスコピックAFM腐食損傷評価" 日本機械学会関西支部第72期定時総会講演会講演論文集. (1997)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "アラミド繊維の引張破壊特性に及ぼす真空・水環境効果と繊維損傷のAFM微視観察" 第74期日本機械学会通常総会講演会講演論文集. (1997)

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  • [文献書誌] K. Komai: "Development of Mechanical testing Machine for Microelements and Fracture and Fatigue Behavior of Single-Crystal Silicon Microelements" Proc. Internatiocal Svmposium on Advanced Technology in Experimental Mechanics.135-140 (1995)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "原子間力顕微鏡による腐食損傷過程のその場観察" 日本機械学会関西支部第70期定時総会講演会講演論文集. No.954-1. 133-135 (1995)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "アラミド単繊維の引張破壊に及ぼす真空・水環境効果" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集(II). No.95-1. 196-197 (1995)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "高強度Al合金のSCCき裂進展過程のAFM微視観察と大気/真空環境変動効果" 日本材料学会第8回破壊力学シンポジウム講演論文集. 131-135 (1995)

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  • [文献書誌] 箕島弘二: "高強度・高弾性単繊維の損傷過程のAFM微視観察と環境効果" 日本機械学会平成7年度材料力学部門講演会講演論文集. Vol.A. 419-420 (1995)

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  • [文献書誌] 駒井謙治郎: "シリコン単結晶マイクロエレメントの破壊・疲労特性評価" 第73期日本機械学会全国大会講演論文集. Vol.I. 362-363 (1995)

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  • [文献書誌] H. Ishii: "Study on the Morphology of Fatigue Plastic Zone by STM" Proc. 7th International Conference on Mechanical Behaviour of Materials. 367-368 (1995)

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  • [文献書誌] 中井善一: "走査型原子間力顕微鏡による疲労破壊の微視機構観察" 日本機械学会関西支部第71期定時総会講演会. (1996)

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  • [文献書誌] 松岡三郎: "原子間力顕微鏡を基にした超微小硬さの試験機の開発" 日本機械学会論文集. 61巻590号. 2321-2328 (1995)

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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