2019 年度研究成果報告書

非鉛はんだの非比例クリープ疲労に及ぼす元素添加の影響解明と寿命予測モデルの構築

研究課題

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研究課題/領域番号	17K14562
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	機械材料・材料力学
研究機関	立命館大学
研究代表者	小川文男立命館大学, 理工学部, 助教 (00424812)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	多軸疲労 / クリープ / はんだ材料 / 材料試験
研究成果の概要	Sn1.0Ag0.7Cuをベースとして元素を添加した非鉛はんだの多軸クリープ疲労特性を明らかにすべく、実験とともに理論的なアプローチを行った。以下、実験の内容について述べる。標点間直径4 mmのミニチュア試験片について軸・ねじりの非比例疲労試験、クリープ疲労試験を行うため、微小荷重を高精度で測定可能な中空円筒形のロードセルを製作した。円形負荷における試験が実施可能であることを確認した。さらに、標点間直径2 mm以下の試験片について軸・ねじりの疲労試験、クリープ疲労試験を行うための試験機の開発を行った。試験片に捩じり角を与えて、一定に保持しながら、引張圧縮負荷を付与することが出来る試験機である。
自由記述の分野	材料力学
研究成果の学術的意義や社会的意義	はんだ材料について小型のミニチュア試験片を用いた多軸の疲労試験、クリープ疲労試験はこれまでにほとんど実施されておらず、はんだ接合部の長期寿命については明らかとされていない。クリープ疲労を考慮すると、元素添加が有効であるかどうかも確認されていない。本研究では実験、理論の両面から多軸クリープ疲労寿命を明らかにするためのアプローチを行うとともに、クリープと疲労に関する実験データ蓄積と寿命解析を行った。