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二重円筒型双結晶系試験片を用いた実験による高温破壊に及ぼす結晶粒界の影響の抽出

研究課題

研究課題/領域番号 16560607
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

尾中 晋  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (40194576)

研究分担者 加藤 雅治  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (50161120)
藤居 俊之  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (40251665)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード高温変形 / 高温破壊 / 結晶粒界 / 塑性変形 / 結晶欠陥
研究概要

多結晶材料の高温変形時には,しばしば,クラックやボイドの発生による粒界破壊が起こる.高温強度を高めるための知見を獲得することを目的として,多結晶材料の粒界破壊を理解することを目指す.そこで,二重円筒型双結晶系試験片を用いた実験を行い,材料中に含まれる結晶粒界がそこでの破壊に及ぼす影響を考察する.
現有のブリッジマン炉によって銅の二重円筒型双結晶を育成した.二重円筒型双結晶は内側の円筒型結晶粒とそれを取り囲む外側の結晶粒で構成されており,その育成には特別に設計した炭素坩堝を用いた.内側の結晶粒の直径が約15mm程度の二重円筒型双結晶を得ることができた.
育成した二重円筒型双結晶から試験片を切り出し,ひずみ速度10^<-5>/sから10^<-3>/sの範囲,温度800Kでの高温引張試験を行った.引張変形によって加えるひずみを20%にした場合,ひずみ速度10^<-4>/sおよびそれ以下のひずみ速度では円形の粒界に沿って粒界クラックが発生した.また,ひずみ速度を10^<-4>/sに固定した場合,5%程度のひずみを加えたときに粒界クラックが発生した.二重円筒型双結晶試験片は円形の粒界を持つので,引張軸と粒界面法線方向のなす角度が45度の位置は四カ所存在する.それらの四カ所を対角方向の二カ所ずつを一組とすれば,45度の角度をなす二組の粒界上の位置のうち,粒界クラックは特定の一組にのみ発生した.これらの粒界クラック優先発生箇所は,1)外部応力のせん断成分の寄与で生じる粒界すべり,そして2)結晶粒の塑性変形によって起こる変位と粒界面の相対関係,という二つの因子を考えることによって合理的に説明することができた.

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 雑誌論文 (3件)

  • [雑誌論文] Effects of Grain-Boundary Sliding and Plastic Deformation of Grains on the Formation of Grain-Boundary Cracks in a Double Cylindrical Bicrystal of a Cu-SiO2 Alloy

    • 著者名/発表者名
      M.Seki, M.Fujimoto, T.Fujii, M.Kato, S.Onaka
    • 雑誌名

      Materials Transactions, JIM (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of grain-boundary sliding and plastic deformation of grains on the formation of grain-boundary cracks in a double cylindrical bicrystal of a Cu-SiO_2 alloy

    • 著者名/発表者名
      M.Seki, M.Fujimoto, T.Fujii, M.Kato, S.Onaka
    • 雑誌名

      Materials Transactions(JIM) (In press)

    • NAID

      10019486714

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of Grain-Boundary Sliding and Plastic Deformation of Grains on the Formation of Grain-Boundary Cracks in a Double Cylindrical Bicrystal of a Cu-SiO2 Alloy

    • 著者名/発表者名
      野中 晋
    • 雑誌名

      Materials Transactions, JIM (掲載決定済)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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