| 研究概要 |
半導体デバイスや耐高温用のセラミックス-金属接合材のように,異材を接着・接合して使用する場合が増大している.異種材料の接着・接合ないし複合材料が幅広く利用されるようになってきており,それらの強度について,より信頼性の高い評価が求められている.そのため,界面破壊現象に対する破壊基準・クライテリオンを明らかにすることが重要である.そこで,本研究では,異種接合材料の損傷・破壊過程を詳細に計測・観察するとともに,異種接合材料の界面破壊を支配するパラメータについて検討を行ない,接着・接合界面強度の一般化クライテリオンを確立することを目的とする.
本年度は,接合界面の強度則について以下の事項について検討した.
(1)電子デバイスで用いられている薄膜のはく離強度を簡便に評価する方法として,Gc-エレメントを考案し,数値シミュレーションをもとにデザイン設計を行った.
(2)インデンテーション法により得られる押込み荷重・深さ曲線から,薄膜の付着強度を評価する方法を提案した.そして,界面結合力モデルを用いたシミュレーションを行い,本手法の有用性について検討した.
(3)高分子基材上に形成したセラミックス薄膜の破壊挙動と界面付着強度との関係について検討した.引張負荷を受けるセラミックス薄膜表面の破壊挙動のその場観察を行った.また,原子間力顕微鏡を用いて紫外線劣化したセラミックス/高分子界面のモロフォロジーについて詳細に調べた.また,界面近傍のナノインデンテーション試験を行い,機械的特性の変化と薄膜表面の破壊形態の関連性についてけんとうした.
(4)損傷力学を基にして,材料の異方性・負荷速度依存性を考慮した界面結合力モデルを提案し,それを用いた強度則について検討を行った.
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