• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2008 年度 実績報告書

TEM内圧縮試験による単結晶微小構造体のサブミクロン寸法効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19760065
研究機関京都大学

研究代表者

澄川 貴志  京都大学, 工学研究科, 講師 (80403989)

キーワード寸法効果 / 単結晶 / 透過型電子顕微鏡 / 転位 / アルミニウム / 降伏応力 / 圧縮試験 / サブミクロン
研究概要

本研究では、単結晶微小構造体の塑性変り挙動に着目し、透過型電子顕微鏡(TEM)内で比縮試験を実施する。また、結晶学的な考察とその場観察により、寸法効果に対して結晶学的・力学的な検討を行うことを目的とする。平成20年度は、予算申請書に沿った研究内容に沿って、幅が数十nmのアルミニウム単結晶試験片(荷重軸結晶方位<110>方向)を用意し圧縮試験を実施した。バルクのアルミニウム単結晶よりも高い臨界分解せん断応力(降伏応力)が得られ、降伏後の転位運動のその場観察にも成功した。降伏後はバルク材とは明らかに異なる広範囲の容易すベり領域が観察され、その後加工硬化に転じた。その場観察から、容易すベり領域では変形帯の進展が見られ、変り帯が試験片全体に進展し終わると転位が急激に増殖する様子が確認された。これらはウィスカーで報告されている挙動と同一のものである。これらの結果から、ナノ構造体における降伏応力の上昇は、変りに必要な転位の欠乏に起因したものであることを明らかにした。この転位の欠乏は、ナノ構造体中では鏡像力の影響により転位が存在しにくいことが原因であると考えられる。比較のため、転位運動が困難なセラミック材料のTa_2O_5)、両側を硬質層で拘束された20nm厚さの銅薄膜についても変形試験を実施した。セラミック材料の場合には、寸法の異なる試験問で応力-ひずみ曲線はほぼ一致した。また、銅薄膜では拘束層の影響により拘束層が無いものに比ベて降伏応力が上昇することが確認された。これらの結果は、寸法効果に転位運動が影響しており、ナノ構造体中の転位は界面(表面)の影響を強く受けることを示唆している。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Effect of interface layer consisting of nanosprings on stress field near interface edge2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sumigawa, et.al.
    • 雑誌名

      IENGINEERING FRACTURE MECHANICS

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disappearance of stress singularity at interface edge due to nanostructured thin film2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sumigawa, et.al.
    • 雑誌名

      ENGINEERING FRACTURE MECHANICS 75

      ページ: 3073-30831

    • 査読あり
  • [学会発表] 酸化タンタル薄膜の弾塑性変形特性評価2008

    • 著者名/発表者名
      大倉康孝、澄川貴志, 他
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2008材料力学コンファレンス
    • 発表場所
      立命館大学(草津市)
    • 年月日
      2008-09-17
  • [学会発表] ナノらせん要素配列界面層き裂先端における応力場とその破壊基準2008

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志, 他
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2008材料力学コンファレンス
    • 発表場所
      立命館大学(草津市)
    • 年月日
      2008-09-16
  • [学会発表] 20nm厚Cu薄膜の界面端はく離き裂発生クライテリオン2008

    • 著者名/発表者名
      宍戸徹也、高橋可昌、澄川貴志, 他
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2008材料力学コンファレンス
    • 発表場所
      立命館大学(草津市)
    • 年月日
      2008-09-16
  • [学会発表] 微小曲げ試験片を用いたTa_2O_5薄膜の変形特性評価2008

    • 著者名/発表者名
      澄川貴志、他
    • 学会等名
      日本材料学会第57期通常総会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • 年月日
      2008-05-24
  • [学会発表] ナノらせん要素配列薄膜端部における破壊特性評価2008

    • 著者名/発表者名
      末田泰介、澄川貴志、他
    • 学会等名
      日本材料学会第57期通常総会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • 年月日
      2008-05-24

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi