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ナノインデンテーション挙動の逆解析による変形・破壊パラメータ推定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18560652
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 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

赤津 隆  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (40231807)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 300千円)
2007年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードセラミックス / 力学特性 / ナノインデンテーション / 硬さ / プラズマ陽極酸化
研究概要

本研究ではコンピュータシミュレーションと逆問題的手法を併用することにより,既存の圧子力学にも力学モデルにも依存しない全く新しい解析方法の開発に挑戦し,材料の局所的な変形や破壊に関する力学特性を高精度にナノインデンテーション挙動から導出することを目的としている.平成18年度は弾塑性体について,ヤング率,ポアソン比,降伏応力および加工硬化係数が導出できることを見出した.平成19年度はこの解析法を膜/基板2層体に展開した.弾塑性解析までは到達していないが,弾性解析は可能であり,膜のヤング率を高精度の推定できることを明らかにした.これらの結果をまとめて現在論文執筆中である.今後,弾塑性解析と粘弾性解析(一部着手)へと展開する計画である.また,平成18年度「バルブ金属上のプラズマ陽極酸化皮膜作製」に着手し,アルミニウム表面にα-アルミナを含む酸化物皮膜を形成できることを見出し,それがアルミナ焼結体に匹敵する高い硬さを示すことを明らかにした.平成19年度は,チタンをプラズマ陽極酸化することにより,その表面に酸化チタンを形成した.酸化チタンの結晶相はアナターゼとルチルであり,その割合や結晶性を制御して成膜できることを明らかにした.現在,力学特性評価の他に光触媒特性など,新たな機能探索を始めたところである.また,プラズマ陽極酸化による成膜メカニズムがプール・フレンケル効果と電子なだれモデルを考え合わせることで説明できることを明らかにした.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 2007

すべて 学会発表 (9件)

  • [学会発表] 先端の鋭い圧子を用いた膜/基板2層体への弾性押込に対する数値解析2008

    • 著者名/発表者名
      犬塚隼人, 赤津隆, 篠田豊, 若井史博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2008年年会
    • 発表場所
      長岡科学技術大学
    • 年月日
      2008-03-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Numerical Analysis of Elastic Indentation Behavior with a Point-Sharp Indenter on Film/Substrate Systems2008

    • 著者名/発表者名
      H., Inuzuka, T., Akatsu, Y., Shinoda, F., Wakai
    • 学会等名
      The Annual Meeting of the Ceramic Society of Japan
    • 発表場所
      Nagaoka, Japan
    • 年月日
      2008-03-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 火花放電を伴う陽極酸化処理したチタン表面の微細構造と力学的特性2007

    • 著者名/発表者名
      山田祐司, 赤津隆, 篠田豊, 若井史博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Microstructural and Mechanical Evaluation of Titanium Anodized Surface with Micro Spark Discharge2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Yamada, T., Akatsu, Y., Shinoda, F., Wakai
    • 学会等名
      The 20th Fall Symposium, The Ceramic Society of Japan
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2007-09-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] インデンテーション荷重緩和に対する逆解析的アプローチ2007

    • 著者名/発表者名
      中河原悠士, 赤津隆, 佐々木涼, 篠田豊, 若井史博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第20回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2007-09-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A simple inverse analytical approach to indentation load Relaxation2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakagawara, T., Akatsu, R., Sasaki, Y., Shinoda, F., Wakai
    • 学会等名
      The 20th Fall Symposium, The Ceramic Society of Japan
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2007-09-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Inverse Analytical Approach to Derive Creep Parameters from Indentation Load Relaxation2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakagawara, T. Akatsu, R. Sasaki, Y. Shinoda, and F. Wakai
    • 学会等名
      The 1st International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • 発表場所
      Shonan Village Center(Kanagawa), Japan
    • 年月日
      2007-05-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Inverse Analytical Approach to Derive Creep Parameters from Indentation Load Relaxation2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Nakagawara, T., Akatsu, R., Sasaki, Y., Shinoda, F., Wakai
    • 学会等名
      The 1st International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • 発表場所
      Shonan Village Center (Kanagawa), Japan
    • 年月日
      2007-05-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Inverse Analytical Approach to Derive Creep Parameters from Indentation Load Relaxation2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakagawara, T. Akatsu, R. Sasaki, Y. Shinoda, and F. Wakai
    • 学会等名
      The 1$ Intemational Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • 発表場所
      Shonan Village Center (Kanagawa), Japan
    • 年月日
      2007-05-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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