| 研究概要 |
(1)φ20×7mmのAl_2O_3とφ20×2mmのCuの固相接合材を標準モデルにして, されが800Kから300Kまで冷却する過程における熱弾塑性応力の変化について詳細に解析した. 解析には有限要素法プログラム, MARC, その他を使用した.
(2)接合体の中央部断面に生ずる熱応力δГの大きさおよび分布は, 無限寸法の異材接合板に生ずる熱応力δГ_oの大きさおよび分布とほとんど同一である. そしてδГ_oを求める簡便な計算式を誘導した.
(3)外側部の応力は上記の中央部の応力とは全く異なっており, 特に軸方向引張応力δzが大きく, それが局部的に集中して発生する. 本研究で用いた試験体の場合は, (δz)max/1δГ_o1maxは1.72であった.
(4)(δz)≧1δГ_o1maxになっている範囲は外側部の狭い範囲に限定されており, その半径方向の範囲を△a, 軸方向範囲を△tc, とすると, この試験体の場合は△a/a≦0.02, △tc/t_c≦0.25の範囲であょた.
(5)Al_2O_3の形状を円錐台形にし, 円錐台形の角度をθとするとき, θが大きい方(接合面よりも底面が広いとき)が(δz)maxは減少することを確認した.
(6)固相接合試験装置を購入・設置して, Al_2O_3-CuおよびSi_3N_4-SUS3O4について接合実験を行った. 接合したセラミックスの外表面付近に発生する. δzのX線応力測定値は, 有限要素法の計算値と比較すると, 相対的に小さい値であった. しかし, 応力分布の傾向はよく似た傾向を示した. 適正条件等の接合技術上の問題については, 今後更に研究が必要である.
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