| 研究課題/領域番号 |
08455050
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
阿部 博之 東北大学, 総長 (00005266)
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| 研究分担者 |
丹野 顯 宮城工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (90113860)
萱場 智雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60250677)
坂 真澄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20158918)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| キーワード | ダイヤモンド薄膜 / 付着強度 / 核発生密度 / 単独核破壊試験 / 第一原理分子動力学 / 超音波透過特性 / せん断応力 / 圧子押し込み試験 |
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| 研究概要 |
1.基板上に発生する核に着目した気相合成ダイヤモンド薄膜の付着強度評価について検討を行うため、電子顕微鏡内において破壊試験を実行し、単独核の基盤への付着力を評価することに成功した。
2.ダイヤモンド薄膜に対して斜めに入射させた超音波の透過特性を計測し、付着状態との関連の検討を行った。実験値と理論計算値を比較することにより、界面におけるせん断応力の伝達特性の違いが透過率に影響を与えることが明確となり、斜入射超音波透過特性を計測する本手法が1に示した核に基づく薄膜の付着状態を定量的に評価するものであることを検証した。
3.ダイヤモンド薄膜に対し、ビッカーズ圧子を押し込むことによるはく離破壊試験を行い、押し込み時の荷重-変位曲線より得られる散逸エルネギから基板の塑性変形に要したエネルギを除去し、薄膜のはく離進展に伴って解放されたエネルギを実験的に算出した。この結果から、複数の核により基板に付着する薄膜の付着強度をビッカーズ試験により定量評価する手順の検討を行った。
4.3に記した破壊試験から得られた薄膜の付着強度を、2で行った斜入射超音波透過特性に基づく付着状態の評価結果と比較し、核の微視付着力に準拠した薄膜の付着強度を非破壊定量評価する手法について検討した。さらに化学結合の電子軌道状態を取り扱う第一原理分子動力学を新たに導入して、先に提案した単独核の基板との結合のモデルを改良し、基板表面の点欠陥においてのみダイヤモンドが基板と共有結合し、これ以外では結合しないことを確認して、界面での超音波透過特性との関連についての検討を行った。
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