| 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, 技学研究院, 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 / 割断 / アルカリ金属イオン欠乏層 / 亀裂 / 電圧印加 / イオン交換法 / 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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| 研究成果の概要 |
ガラスを軟化点以下の高温に加熱し，金と接触させ，金側を陽極とした直流電圧(以降，順電圧)を印加すると，ガラスにアルカリ金属イオン欠乏層が形成される．さらに，このガラスに対し，ガラス側を陽極とした電圧(以降，逆電圧)を印加すると，ガラスに亀裂が生じ，亀裂内に金が移動する．本研究では，この現象を金流入現象と呼称し，そのメカニズムを考察した．本研究では，大気中にてプレートヒータを用いて実験を行った．その結果，大気中においても金流入現象が生じることが明らかとなった．しかし大気中の実験装置では，放電や電極の酸化等の影響も無視できないことが明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金流入現象は，ガラスに亀裂を形成することから，新たなガラス割断加工技術への応用が期待できる．特に，本現象はアルカリ金属イオンの移動に着目した現象であることから，難加工材である化学強化ガラスの加工も期待できる．本研究では，金流入現象の加工への応用を実現するため，金流入現象のメカニズムの解明を検討した．その結果，大気中においても金流入現象が生じることが確認され，従来の真空チャンバを用いた場合よりも簡易的な実験装置にて加工が実現できる可能性が示唆された．
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