| 研究課題/領域番号 |
18H03753
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
澄川 貴志 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (80403989)
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| 研究分担者 |
中村 篤智 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20419675)
嶋田 隆広 京都大学, 工学研究科, 准教授 (20534259)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)
2020年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2019年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2018年度: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円)
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| キーワード | Fatigue / Micro-sized metals / Tension-compression / In situ observation / Single crystal / ナノ疲労 / 引張圧縮疲労試験 / その場観察 / 電子顕微鏡 / 転位構造 / 電視顕微鏡 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、マイクロ～ナノサイズの純金属材料の引張圧縮疲労のメカニズムを明らかにすることを目的とした。銅マイクロ単結晶試験片を用いた実験によって、繰り返し数の増加とともに突き出し/入り込みが成長し、入り込み底から疲労き裂が発生する様子を確認した。また繰り返し加工硬化は生じず、突き出し/入り込みの様相もマクロ材のそれとは異なっていた。ニッケル単結晶試験片に低応力振幅試験を実施した結果、マクロ材の疲労限以下でも疲労損傷を生じた。寸法の異なる試験片を用いた実験から、疲労挙動に及ぼす材料寸法影響を明らかにした。透過型電子顕微鏡観察の結果、内部の転位構造は表面の影響を強く受けていることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
各種半導体デバイスの内部には、ナノ～マイクロサイズの金属素子が多数存在する。これらのデバイスは、近年では自動車等の厳しい環境下で使用されるようになり、内部の金属素子の疲労破壊が問題となっている。ナノ～マイクロサイズの金属では、疲労破壊の発生原因とされる下部組織の寸法の観点から従来の金属疲労とは異なる挙動を示すことが予測されるが、その学理自体が存在しなかった。本研究では、その学理の基礎基盤の礎を構築することに成功しており、学術的意義や社会的意義は極めて大きい。
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