| 研究課題/領域番号 |
22K20420
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
川村 拓史 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (80965765)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | ガラス / 金 / 陽極接合 / イオン交換法 / 電圧印加 / 亀裂形成 / アルカリ金属イオン / 割断加工 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
まず，大気中でガラスを加熱し，電圧印加を行う装置を作製後，実験計画に沿って，金流入現象のメカニズムを考察する実験を行う．また，実験と並行し，亀裂形成やガラスに生じる内部応力に関する数値解析を行う．高速度カメラや光弾性法による観察結果および解析結果から，化学強化ガラスの割断加工に適した実験条件を推定し，加工を検討する．加工後のガラスについては，断面の表面形状やガラスの強度について定量的に評価する予定である．
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| 研究実績の概要 |
本研究では，金流入現象と呼称する，ガラスに亀裂を形成し，亀裂内に金を流入させる現象について，そのメカニズム解明とガラス加工への応用を検討した．先行研究では，真空チャンバ内で，ガラスと金を接触させ，ガラスを軟化点以下の高温に加熱した状態で，金を陽極とした電圧を印加し，その後ガラス側を陽極とした電圧を印加することで，金流入現象を生じさせていた．本研究では，金流入現象の動的観察を容易にするため，大気中で実験が可能な装置を作製した．その結果，実験前の想定通り，ガラスが十分に加熱され，電圧印加によってガラス内部に分極が生じていれば，大気中においても金流入現象が生じることを確認した．一方，大気中での実験においては，高温加熱による金属電極の酸化や，意図しない放電，ガラスの絶縁破壊等が確認され，金流入現象が生じない場合があった．そのため，大気中と真空中では，金流入現象が生じる条件が異なることが分かった．また，金流入が生じた場合においても，生じる亀裂が小さくなり，金の流入量が減少していた．これは，大気中での実験では，ガラス内に生じる分極が減少しているためであると考えられる．また，亀裂形成の高速度カメラ撮影については，亀裂発生のタイミングや位置，光学系などの影響のため，うまく撮影できていない．今後は上記の問題を解決して，金流入現象発生初期の過程について，動的観察し，現象のメカニズムを考察する予定である．
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