| 研究実績の概要 |
亀裂先端における転位の増殖過程解明は破壊の物理分野に残された最も基礎的な課題の1つであると考える.結晶性材料が脆性から延性に遷移する現象を支配しているのは転位の増殖である.それ故に,結晶性材料の低温脆化を理解するために亀裂先端での転位増殖過程を明らかにする必要がある. 本研究では,亀裂先端に発生した転位を超高圧電子顕微鏡により観察し,その増殖過程解明に挑んだ. その結果，以下のことが明らかになった．シリコンにおける亀裂先端に発生した転位を「広域」に観察することで,従来の観察で見落としていた亀裂先端から離れた転位の応力遮蔽効果について検討を行った. その結果,亀裂先端から離れて存在する転位は亀裂先端近傍の転位とは異なる性格を持っていることが分かった.さらに,これらの転位による局部応力拡大係数を計算したところ,亀裂先端に存在する転位のモードIIとモードIIIの応力拡大係数を打ち消す転位であることが分かった. 以上のことから,亀裂先端にはモードの応力がかかっており,そこで発生,増殖する転位はこのモードを遮蔽し,その他のモードは 互いにキャンセルするように発生,増殖しているということが分かった. 次に，どのタイミングで,どのような転位が発生しているのかについて検討するため，亀裂先端に発生する転位の時間分割観察を試みた．これは試料TEM内で加熱し，亀裂先端に熱膨張による応力を付与し，転位を発生させるという構想であったが，TEM内の加熱では正常に転位の発生，増殖が行われないことが分かった．したがって，今回用いた手法では動的観察はできないことが分かった．今後は力学試験を検討し，研究を進めていきたいと考えている．
|
