| 研究課題/領域番号 |
16360063
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生産工学・加工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
吉野 雅彦 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (40201032)
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| 研究分担者 |
梅原 徳次 名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (70203586)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
11,300千円 (直接経費: 11,300千円)
2006年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
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| キーワード | 超微細加工 / 塑性加工 / 機能表面 / 硬脆材料 / 金属材料 / 臨界加工深さ / 結晶特性 / 微細構造 / 結晶塑性 / 超微細塑性加工 / 微細ダイヤモンド工具 / 光学特性 / 延性モード加工 / 単結晶金属 / 結晶方位 / ナノフォーミング / サブミクロン構造 / 摩擦係数 / 微細複合構造 |
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| 研究概要 |
本研究では塑性加工(押込み加工)によりフォトリゾグラフィ法に匹敵する微細形状を加工し、さらに加工条件を制御することにより新たな材料の表面機能を開発する技術を検討した。
(1)まず超微細塑性加工を実現するための加工装置を開発した。本装置は分解能10nmレベルの超精密ステージにより構成させれ、パソコンで制御することにより定押し込み荷重での加工実験を行うことが出来る。次に、各種微細押込み工具を作成した。工具素材は単結晶ダイヤモンドで、研磨およびFIB加工により数100μm〜サブμmレベルの微細形状を有する種種の工具を開発した。本装置および開発した各種工具を用い、各種材料の微細押込み加工実験を行い超微細加工が可能であることを示した。
(2)硬脆材料の延性モード加工を実現するためにナイフエッジエ具により各種硬脆材料の臨界加工深さを検討した。さらに臨界加工深さを検討した。また延性脆性遷移挙動について理論的検討を行い、臨界加工深さに及ぼす要因を明らかにした。さらに臨界加工深さを増大させる手法について検討し、その有効性を示した。
(3)次に結晶性材料の変形特性を明らかにするため、単結晶純銅を用い変形特性を実験的に検討した。結晶性材料は結晶異方性を有するため結晶方位の影響を受け、さらに塑性変形により結晶方位が変化する。押込み加工痕断面の血相方位分布をFIBとEBSDを用い分析することにより、押込み加工による結晶構造の変化、および結晶材料の変形特性を検討した。さらに結晶塑性有限要素法解析プログラムを開発し、押込み加工による結晶材料の変形をシミュレートした。
(4)種種の材料に超微細加工を行い、薄膜生成によりその形状の転写、素材の微細複合化、微小部品作製等を行う技術を検討した。実際に各種部品を作成し以上のプロセスが実現可能であることを示した。
(5)微細加工により表面機能を開発する技術を検討した。ナイフエッジエ具を用いガラス表面に押込み加工を施し、加工面の摩擦特性、光透過性に及ぼす加工条件の影響を検討した。この結果加工条件を制御することにより表面特性を制御できることが示され、機能表面の開発のための指針を示した。
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