| 研究課題/領域番号 |
10875133
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
肥後 矢吉 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (30016802)
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| 研究分担者 |
下条 雅幸 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (00242313)
高島 和希 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (60163193)
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| キーワード | マイクロマテリアル / ナノマテリアル / 超微小材料 / 超微小材料試験機 / 機械的性質 / 強靱化 / 材料評価 / 耐久性 |
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| 研究概要 |
次世代型マイクロマシンで使用される部品のサイズはミクロン以下になることが予想されており、そのような微小材料の機械的性質を知ることが、マイクロマシンの実用化のためには重要となる。しかしながら、材料の寸法をサブミクロンのオーダーまで小さくした時の機械的性質については、有効な評価法が現存せず、そのため、そのような材料の機械的性質がどのように変化するかについては、現在のところまったく知られていない。本研究では、サブミクロンサイズの金属材料に対して有効な機械的性質の評価法、特に繰返し負荷を与えた時の耐久性が評価できる装置を開発し、その機械的性質や疲労特性を明らかにするとともに、超微小材料に対する有効な強化機構の提案を行うことを目的としている。そこで、平成10年度では、超微小寸法試験片に対する機械的性質を評価するため試験装置の開発を試みた。
ミクロン以下の微小材料の機械的性質や疲労特性を測定するためには、10μN程度の荷重分解能、0.01μm程度の変位分解能が必要とされる。そこで、試験片に変位を与えるアクチュエータとしては、変位分解能が0.01μmの磁歪素子を用い、それと荷重分解能が10μN圧電素子型ロードセル組み合わせた微小試験片用疲労試験機を開発した。
試料にはマイクロマシン用材料としての応用が期待されているNi-P系アモルファス合金を用いた。これより、収束イオンビーム加工機を用い、幅30μm、厚さ10μm、長さ50μmの片持ち梁試験片を作製した。この試験片に一定変位の繰返し負荷を与えた結果、疲労により破壊できることを確認した。また、破面観察を行った結果、破面上には疲労で破壊したことを示すストライエーションが観察された。したがって、本試験装置は微小試験片の疲労特性ならびに耐久性の評価にきわめて有用である。
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