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高エネルギー放射光を利用した高精細X線マイクロトモグラフィによる疲労損傷の検出

研究課題

研究課題/領域番号 17656039
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関名古屋大学

研究代表者

秋庭 義明  名古屋大学, 大学院工学研究科, 助教授 (00212431)

研究分担者 田中 啓介  名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (80026244)
木村 英彦  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 講師 (60345923)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード高エネルギー放射光 / X線トモグラフィ / 欠陥検出 / 疲労損傷 / 高強度鋼 / はんだ / 介在物 / 複合材料 / X線トモグラフィー
研究概要

(1)工具鋼およびクロムモリブデン鋼を対象材料として,疲労過程中における損傷検出を検討した.疲労試験には超音波疲労試験機を用いた.まずはじめに,0.7mm直径の試料を用いて,超音波疲労試験を可能とする手法を確立した.次いで,試料に静的に荷重を負荷できる装置を開発し,負荷状態での損傷検出を可能とした.60keVの高エネルギー放射光を用いることによって,材料中に存在する10ミクロン程度の介在物の検出を可能とした.ただし,介在物起点型のき裂検出のためには,大きな荷重負荷によってき裂を開口させることが必要であることを明らかにした.
(2)直径13ミクロンのガラス短繊維で強化したポリブチレンテレフタレート複合材料の,ひずみ制御疲労試験を実施するとともに疲労損傷評価を行った.20keVの放射光を用いることによって,直径3mの試料の欠陥評価が可能であった.材料の中心から表面にかけて,観察半径1mmの連続CT撮影を可能とした.ガラス繊維が一方向に揃っている場合には,材料内部から複数の疲労き裂が発生するのに対して,荷重軸に垂直に繊維が並ぶウェルド材の場合には試料表面から発生伝ぱすることが明確にとらえられた.繰返し数の増加とともに,疲労き裂が長くなり,き裂長さの定量評価を可能とした.
(3)鉛フリーはんだを用いた実装基板における,チップとはんだのはくり欠陥検出を実施した.60keVの高エネルギー放射光を用いて,熱サイクルを負荷した試料における,はんだ接合部の剥離き裂の検出が可能であることを示した.同一試料の損傷拡大を捕らえることは,時間的に不可能であったが,損傷程度の異なる試料を用いて,損傷の拡大傾向をとらえることができた.はんだ部に存在する空孔は,疲労損傷に対して大きな影響がないことがわかった.

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] Effect of mean stress on fatigue strength of short glass fiber reinforced polybuthylentereftalate2007

    • 著者名/発表者名
      H.OKA, R.NARITA, Y.AKINIWA, K.TANAKA
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials 340-341

      ページ: 537-572

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 銅薄膜における引張過程でのその場X線応力測定2006

    • 著者名/発表者名
      鈴木剛, 秋庭義明, 田中啓介
    • 雑誌名

      日本材料学会第41回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集

      ページ: 19-24

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 透過型ひずみスキャニング法を用いた材料内部残留応力測定2006

    • 著者名/発表者名
      菖蒲敬久, 鈴木賢治, 秋庭義明, 田中啓介
    • 雑誌名

      日本材料学会第41回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集

      ページ: 46-51

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 酸化・還元サイクルを受ける固体酸化物形燃料電池 (SOFC) の内部応力の放射光その場測定2006

    • 著者名/発表者名
      田中啓介, 秋庭義明, 木村英彦, 土肥宜悠, 鵜飼健司, 横山美鈴, 水谷安伸
    • 雑誌名

      日本材料学会第41回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集

      ページ: 52-57

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ガラス短繊維強化PBT樹脂材料の低サイクル疲労に関する研究2006

    • 著者名/発表者名
      岡秀樹, 成田量一, 秋庭義明, 田中啓介
    • 雑誌名

      日本材料学会第28回疲労シンポジウム講演論文集

      ページ: 85-88

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ガラス短繊維強化PBT樹脂材料の疲労強度に及ぼす平均応力の影響2006

    • 著者名/発表者名
      岡秀樹, 成田量一, 秋庭義明, 田中啓介
    • 雑誌名

      材料 55, 10

      ページ: 951-957

    • NAID

      110006570847

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] EBSD-AFM hybrid analysis of fatigue slip system and crack initiation in polycrystalline metal under cyclic torsional loading2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Wang, H.Kmiura, Y.Akiniwa, K.Tanaka
    • 雑誌名

      Proc.2005Int.Symp.Micro-NanoMechatronics and Human Science

      ページ: 223-228

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 固体酸化物型燃料電池(SOFC)の高温酸化・還元サイクルにおける内部応力の挙動2005

    • 著者名/発表者名
      田中啓介, 秋庭義明, 木村英彦, 町屋修太郎, 土肥宜悠, 鵜飼健司, 鷲見裕史, 水谷安伸
    • 雑誌名

      日本材料学会第40回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集

      ページ: 90-93

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] プリント基板金属配線部の放射光による内部応力測定2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤登史政, 浅井洋光, 宮川進, 田中啓介, 秋庭義明
    • 雑誌名

      日本材料学会第40回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文

      ページ: 150-153

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 高強度鋼の長疲労寿命域における切欠き効果2005

    • 著者名/発表者名
      秋庭義明, 鶴尋貴, 宮本宣幸, 田中啓介
    • 雑誌名

      日本材料学会第27回疲労シンポジウム講演論文集

      ページ: 53-56

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 合金工具鋼のギガサイクル疲労強度評価2005

    • 著者名/発表者名
      宮本宣幸, 浅井洋光, 宮川進, 秋庭義明, 田中啓介
    • 雑誌名

      日本材料学会第27回疲労シンポジウム講演論文集

      ページ: 16-19

    • NAID

      110006266437

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 複合荷重下での疲労き裂の進展経路の予測2005

    • 著者名/発表者名
      田中啓介, 高橋弘樹, 加藤拓也, 秋庭義明
    • 雑誌名

      日本材料学会第27回疲労シンポジウム講演論文集

      ページ: 65-68

    • NAID

      110006266449

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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