| 研究課題/領域番号 |
01550046
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
岸田 敬三 大阪大学, 工学部, 教授 (00029068)
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| 研究分担者 |
中野 元博 大阪大学, 工学部, 講師 (40164256)
片岡 俊彦 大阪大学, 工学部, 教授 (50029328)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1990
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| キーワード | 破壊じん性 / KCl単結晶 / KClーKBr固溶体単結晶 / 転位 / 応力遮蔽効果 / 延性ーぜい性遷移 |
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| 研究概要 |
材料の破壊じん性を支配しているのは、主に、き裂先端での塑性変形すなわち転位の挙動であると考えられる。そこで、転位の観察が容易なアルカリハライド(KCI)やその固溶体(KCIーKBr)単結晶を用いて、破壊試験を行ない、以下のようなことがわかった。(1)破壊じん性は、室温以上になると温度の上昇に伴い、急激に増大した。(2)試験中に、き裂先端付近を応力ー複屈折効果を利用して観察すると、き裂先端から斜め45°方向に伸びる特徴的な像が見られた。これは、き裂先端から生成した転位によるすベり帯に対応するものである。このすベり帯は、荷重が増加するにつれ、その長さが増加した。(3)破断後のき裂先付近における転位の分布をエッチピット法により調べると、温度の上昇に伴ってすべり帯が長くなり、き裂先端から生成した転位の数も多くなっていることが確められた。
以上のように、アルカリハライド単結晶は鉄鋼材料などと同様に延性ーぜい性遷移を示すことがわかった。き裂先端から生成した転位は、き裂先端に圧縮の応力場を作る。このため、外力がき裂に負荷されても転位によりき裂先端の応力場は遮蔽されるので、破壊が生じるときの外力は、転位が存在しない時の場合に較べて大きくなる。このような効果が、応力遮蔽効果と呼ばれている。温度が上昇すると、き裂先端からの転位の生成頻度が増加し、それに伴ない転位による応力遮蔽効果も増大する。すなわち、ぜい性ー延性遷移を支配するメカニズムは、き裂先端からの転位の生成過程であり。それは熱活性化過程でばならないという知見を得た。この成果は、新素
材の分野で実用上の問題となっている材料の強じん化などに対して有益な示唆を与えるものと考えられる。
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