| 研究課題/領域番号 |
21H04532
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中村 篤智 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (20419675)
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| 研究分担者 |
栃木 栄太 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (50709483)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)
2023年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2022年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2021年度: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円)
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| キーワード | 材料強度 / 転位 / 光環境 / 塑性 / 電子顕微鏡 / 結晶塑性 / 固体 / 塑性変形 / 結晶 / 力学特性 / 光環境効果 / 力学試験 / 外場効果 / 光環境制御 / 光塑性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
環境光が固体物質の強さや脆さに影響を及ぼすことが最近報告されている。しかし、そのメカニズムの多くは未だ不明であり、現在の材料力学・機械材料学分野において、これらを解明することは重要な課題となっている。金属の光電効果に知られるように、光と物質の相互作用は半導体に限らないが、これまでの研究は半導体に関するものが多い。そこで本研究では、金属を含む原子間結合状態の異なる複数の固体物質において、力学試験により光の影響を系統的に調査し、光の影響を理解しメカニズムの解明を試みる。なお、光は表面で物質とより強く相互作用を起こすと考えられるので、表面近傍の評価が可能な微小力学試験を中心に研究を遂行する。
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| 研究成果の概要 |
光が固体物質の強度や脆性に影響を与える現象は、まだ体系的に解明されておらず、どの材料がどの程度光の影響を受けるかは不明である。本研究では、様々な固体材料に光を照射し、その強度特性の変化を系統的に調べた。特に、結晶中の転位に着目し、転位の挙動に及ぼす光の影響を評価した。その結果、様々な化合物材料において想定外の光環境効果が見出された。特に、結晶の構造的特徴と力を加える方向との関係によって、光環境効果が大きく変化することが確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属以外の無機固体物質の多くは、脆性的で容易に破壊するため、その応用が限定的となっていた。最近、光が材料の強度特性に顕著に影響することが確認されたので、本研究では異なる元素、構造を有する各種固体物質に対して、光環境制御下で力学試験を実施した。その結果、固体物質がどのように変形しどのように壊れていくのかという材料強度の基礎研究において、光という環境が変わるだけで想定外の強度特性を示すことがあらためて確認された。今後、国際連携を行いつつ現象をより深く理解することで、材料の用途拡大に繋げることが可能と考えられる。
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