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超微小硬度計と原子間力顕微鏡を一体化した固体表面力学計測装置の試作

研究課題

研究課題/領域番号 12354005
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 地質学
研究機関静岡大学

研究代表者

増田 俊明  静岡大学, 理学部, 教授 (30126164)

研究分担者 吉田 勇作  (株)アカシ, 相模工場技術部STグループ, 技師
研究期間 (年度) 2000 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
40,120千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 5,820千円)
2003年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2002年度: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2001年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2000年度: 14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
キーワード超微小硬度計 / ビッカース硬度 / バーコビッチ硬度 / 原子間力顕微鏡 / 石英 / ヤング率 / レオロジー / ビグディン礫岩 / 点接触変形 / ビッカース圧子 / 圧力 / 変位-荷重曲線 / 超硬合金 / 固体表面 / 硬度 / 圧痕 / 新装置開発 / 力学計測 / 防震システム
研究概要

超微小硬度計を用いて鉱物表面の力学的性質を調べた。
押し込み変位を正確に測定するために、超鋼合金を試料とし、圧子には平坦ダイヤモンドを使用して荷重-変位曲線を作成した。そして、ダイヤモンドと超鋼合金が変形をしないと仮定して、すべての変位を超微小硬度計の装置本体が弾性変形していると考えると、従来の測定で得られる荷重-変位曲線の意味がより正確に把握できるようになった。すなわち、従来の測定では試料の変形だけでなく超微小硬度計の装置本体の変形も加算されていたことになる。今後は対象試料の正確な押し込み深さが読みとれることになる。
定荷重保持状態でバーコビッチ圧子を石英試料に押しつけてその押し込み深さの変位を調べることで、石英のレオロジーのパラメータが測定できることがわかった。実際に行ってみた結果、応力べき指数は100を超えることがわかった。通常の変形実験では応力べき指数は4〜5程度の値を採ることが知られているので、この100以上という値をどのようにとらえればいいのか検討中である。
ヤング率の圧力依存性について検討を行っている。圧力が高くなるとヤング率は一定の割合で高くなることがわかった。かかった圧力の最高の値は約200ギガパスカルである。通常のヤング率の実験ではこの圧力は出せないので、超微小硬度計を利用したヤング率測定は、新しい高圧力学物性に関する情報を獲得する手段として利用できることがわかった。
ノルウェーのビグディン礫岩について、石英粒子にあけた圧痕の大きさについて検討を行い、大きく歪んでいる試料の方があまり歪んでいない試料よりも圧痕の大きさが小さいことがわかった。

報告書

(5件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] Masuda, T., Kimura, N.: "Can Newtonian viscous-matrix model be applied to the microboudinage of columnar mineral grains in metamorphic tectonites?"Journal of Structural Geology. 27(in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, T., Shibutani, T., Ochiai, T., Yamaguchi, H., Kugimiya, Y., Miyake, T.: "Lateral variation of differential stress along the Sambagawa metamorphic belt, Japan."Journal of Metamorphic Geology. (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, T., Kimura, N., Fu, B., Li, X.: "Validity of the microboudin method for palaeo-stress analysis : application to extraordinarily long sodic amphibole grains in a metachert from Aksu, China"Journal of Structural Geology. 26. 203-206 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, T., Kimura, N., Hara, Y.: "Progress in microboudin method for palaeo-stress analysis of metamorphic tectonites"Tectonophysics. 364. 1-8 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Stallard, A.R., Ikei, H., Masuda, T.: "Numerical simulations of spiral-shaped inclusion trails"Journal of Metamorphic Geology. 20. 801-812 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, T., Hiraga, T., Ikei, H., Kanda, H., Kugimiya, Y., Akizuki, M.: "Plastic deformation of quartz at room temperature : a Vickers nano-indentation test"Geophysical Research Letters. 27. 2773-2776 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Stallard, A.R., Ikei, H., Masuda, T.: "Quicktime movies of 3D spiral inclusion trail development"Virtual Explorer. 8. 17-30 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, T., Kimura, N.: "Can Newtonian viscous-matrix model be applied to the microboudinage of columnar mineral grains in quartzose metamorphic tectonites?"Journal of Structural Geology. (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, T., Shibutani, T., Ochiai, T., Akagi, S., Yamaguchi, H., Kugimiya, Y., Miyake, T.: "Lateral variation of differential stress along the Sambagawa metamorphic belt, Japan."Journal of Metamorphic Geology. (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, T., Kimura, N., Fu, B., Li.: "Valictity of the microboudin method for palaeo-stress analysis : application to extraordinarily long sodic amphibole grains in a metachert from Aksu, China."Journal of Structural Geology. 26. 203-206 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, T., Kimura, N., Hara, Y.: "Progress in microboudin method for palaeo-stress analysis of metamorphic tectonites : application of matematically refined expression."Tectonophysics. 364. 1-8 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Stallard, A.R., Ikei, H., Masuda, T.: "Numerical simulations of spiral-shaped inclusion trails : can 3D geometry diostinguish between end-member models of spiral formation?"Journal of Metamorphic Geology. 20. 801-812 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Stallard, A.R., Ikei, H., Masuda, T.: "Quicktime movies of 3D spiral inclusion trail development."Virtual Explorer. 8. 17-30 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, T., Hiraga, T., Ikei, H., Kanda, H., Kugimiya, Y., Akizuki, M.: "Plastic deformation of quartz at room temperature : a Vickers nano-indentation test."Geophysical Research Letters. 27. 2773-2776 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda, T., Shibutani, T., Ochiai, T., Akagi, S., Yamaguchi, H., Kugimiya, Y, Miyake, T.: "Lateral variation of differential stress along the Sambagawa metamorphic belt, Japan"Journal of Metamorphic Geology. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masuda, T., Kimura, N.: "Can Newtonian viscous-matrix model be applied to the microbondinage of columnar minerals in metamorphic tectonices"Journal of Structural Geology. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Stallard, A.R., Ikei, H., Masuda, T.: "Numerical simulations of spiral-shaped inclusion trails : can 3D geometry distinguish between end-member models of spiral formation?"Journal of Metamorphic Geology. 20. 801-812 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Stallard, A.R., Ikei, H., Masuda, T.: "Quicktime movies of 3D spiral inclusion trail development"Journal of Virtual Explorer. 8. 15-28 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Masuda,T.Hiraga,H.Ikei,H.Kanda,Y.Kugimiya and M.Akizuki: "Plastic deformation of quartzat room temperature : a Vickers nano-indentationtest"Geophysical Research Letters. 27・17. 2773-2776 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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