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ナノ結晶組織制御による高疲労強度薄膜構造の創製と疲労寿命予測

研究課題

研究課題/領域番号 24360049
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関名城大学

研究代表者

田中 啓介  名城大学, 理工学部, 教授 (80026244)

研究分担者 來海 博央  名城大学, 理工学部, 教授 (30324453)
藤山 一成  名城大学, 理工学部, 教授 (20410772)
藤井 朋之  静岡大学, 工学(系)研究科, 助教 (30377840)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2013年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2012年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード機械材料・材料力学 / 疲労 / 破壊力学 / 薄膜 / ニッケルナノ結晶 / 電着法 / X線プロフィル解析 / ナノ結晶 / 切欠き効果 / 微小構造 / LIGA / き裂進展 / 材料力学 / 疲労損傷機構 / 微視力学
研究成果の概要

材料表面をナノ結晶としてき裂発生を抑制し、内部の微細粒することでき裂進展抵抗を向上を目指し、多層膜を創製した。多層膜の疲労強度は、微細粒単独の場合より表面ナノ結晶層により疲労強度は向上する。しかし、層界面に剥離が生じる場合には強度向上の障害となった。多層化による一層の強度向上を実現するためには、中間層によるひずみ緩和が必要であると考えられる。UV-LIGAプロセスにより、ニッケルナノ結晶の切欠き試験片の作成に成功し、切欠き形状と疲労強度低下率との関係を明らかにした。ナノ結晶化により疲労強度の向上が認められたが、材料中の応力集中および微小欠陥に非常に敏感となり疲労強度低下を引き起こした。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] 電着法により創製したニッケルナノ結晶薄膜の微視構造のX線評価2015

    • 著者名/発表者名
      田中啓介,小池祐基,佐野勝基,田中浩人,町屋修太郎,菖蒲敬久,來海博央
    • 雑誌名

      材料

      巻: 64 ページ: 500-508

    • NAID

      130005087884

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ニッケルナノ結晶粒径分布のX線プロファイル解析と透過電顕による評価2013

    • 著者名/発表者名
      佐野勝基、田中浩人、田中啓介、來海博央
    • 雑誌名

      第47回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集

      巻: 47 ページ: 51-56

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] ナノ結晶ニッケル電着薄膜の疲労特性に及ぼす膜厚の影響2012

    • 著者名/発表者名
      田中啓介
    • 雑誌名

      材料

      巻: 61 ページ: 946-952

    • NAID

      130003326884

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fatigue Porperties of Nano-Crystalline Nickel Films made by Electrodeposition2015

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, H. Kimachi
    • 学会等名
      International Conference on Advacnced Technology in Experimental Mechanics 2015
    • 発表場所
      Loisir Hotel, Toyohashi
    • 年月日
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電着法によるニッケルナノ結晶バルク材の創製と力学特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      佐野勝基,小林大純,田中啓介,來海博央
    • 学会等名
      日本材料学会,東海支部,学術講演会
    • 発表場所
      名城大学MSAT 名古屋、
    • 年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] UV-LIGAプロセスによるナノ結晶薄膜試験片の創製と切欠き疲労強度評価2014

    • 著者名/発表者名
      永田寛茂,長谷川弘幸,田中啓介,來海博央
    • 学会等名
      日本材料学会,第32回疲労シンポジウム
    • 発表場所
      高山市民文化会館、高山、岐阜
    • 年月日
      2014-11-06 – 2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ニッケルナノ結晶構造のX線回折プロファイル解析による評価2014

    • 著者名/発表者名
      小池祐基,佐野勝基,藤山一成,町屋修太郎,菖蒲敬久
    • 学会等名
      日本材料学会第48回X線材料強度に関するシンポジウム
    • 発表場所
      エル・おおさか
    • 年月日
      2014-07-24 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] UV-LIGAプロセスによるニッケルナノ結晶薄膜試験片の創製と疲労特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      長谷川弘幸、田中啓介、、來海博央
    • 学会等名
      日本材料学会 東海支部 第8回学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 結晶粒制御した多層薄膜の疲労特性2013

    • 著者名/発表者名
      長谷川弘幸
    • 学会等名
      日本材料学会東海支部 第7回学術講演会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2013-03-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 電着ニッケル薄膜のX線回折法による粒径と転位密度の測定2012

    • 著者名/発表者名
      田中浩人
    • 学会等名
      日本材料学会 第46回X線材料強度に関するシンポジウム
    • 発表場所
      日本材料学会(京都市)
    • 年月日
      2012-07-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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