セラミック・ウイスカーのマイクロ・メカニックス

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05650086
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 岩永 浩 長崎大学, 教養部, 教授 (40039772)
• 研究分担者: 小林 和夫 長崎大学, 工学部, 教授 (30225495)
• キーワード: セラミック・ファイバー / カーボン コイル / カーボン コイル / 引張り強度 / その場観察

研究概要

我々は軽量カプセル中に約1mgのアルミナ粒子を用いた傾斜法引張り装置を使ってカーボンファイバーのヤング率を測定することができた。
ウイスカーの強度を求めるためには破断荷重測定装置として、デジタル天秤を用いた。更に、以下に述べるような方法により、セラミックウイスカーの強度を測定した。
長さ1〜2mm、直径0.5〜3μmの窒化ケイ素ウイスカーの強度を求めるために、まず破断荷重の測定を行った。これらのウイスカーの破断荷重は100〜20,000mgと広い範囲にわたるので、デジタル式化学天秤および微小移動装置として油圧式マニピュレータを用いた。その際デジタル表示値をVTRで記録した。サンプルの両端にはカーボンファイバー叉は数本のアルミナファイバーを用いた。サンプルの固定後、デジタル表示を零表示とし、マニピュレータでゆっくりと上の方へ引っ張るとマイナス荷重として表示されていく。例えばある窒化ケイ素ウイスカーの破断荷重は182mgfであった。切れた後、このファイバーの直径をTEMで測定した結果、その直径は0.59μmであったので、このウイスカーの強度は約6.5GPaとなる。このようにして得られたSi_3N_4ウイスカーの直径と強度との関係を得た。

研究成果

• [文献書誌] H.Iwanaga,M.Kawaguchi: "Growth Mechanisms and Properties of Coiled Whiskers of Silicon Nitride and Carbon" Jpn.J.Appl.Phys.32. 105-115 (1993)
• [文献書誌] M.Fujii,H.Iwanaga: "Morphology and rotation twin in ZnSe on GaAs (111)" J.Mater.Sci.28. 4068-4072 (1993)
• [文献書誌] Y.Ando and H.Iwanaga: "Observation of secondary particles grown on crystal surfaces of silicon carbide" J.Mater.Sci.28. 5722-5724 (1993)
• [文献書誌] S.Takeuchi,H.Iwanaga: "Some evidence for the octa-twin model of tetrapod ZnO particles" J.Crystal Growth. 141. 234-238 (1994)
• [文献書誌] H.Iwanaga,M.Fujii: "Octahedral multiple-twin model of tetrapod ZnO crystals" Phil.Mag.A. 69. 1125-1129 (1994)
• [文献書誌] H.Iwanaga,T.Ohyama: "Growth Mechanism and Properties of Sector-Like MOSHIGE" Jpn.J.Ceram.Soc.102. 438-443 (1994)