| 研究課題/領域番号 |
25420018
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
清水 憲一 名城大学, 理工学部, 准教授 (50294434)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 純チタン膜 / 疲労き裂進展 / 圧延集合組織 / EBSD法 |
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| 研究実績の概要 |
厚さ30ミクロンの純チタン膜材の静的引張試験および繰返し引張疲労き裂進展試験を行った．その際，圧延方向が負荷方向と同一方向および直交方向の二通りについて実験を行った．
静的引張試験の結果，圧延方向と直交方向に負荷した場合の方が，同一方向に負荷した場合よりも降伏応力が高くなることがわかった．ヤング率は両者で顕著な差はみとめられなかった．
繰返し引張試験の結果，圧延方向と直交方向に負荷した場合の方が，き裂進展が遅くなり，き裂進展下限界も高くなることがわかった．すなわち，圧延方向と直交方向に負荷した場合の方が，静的強度・疲労強度ともに高く，純チタン膜を使用する上で有効であること予想される．
それぞれの負荷方向について，疲労試験後に電子線後方散乱回折（EBSD）法を用いてき裂周辺の結晶方位を解析した．その結果，純チタン膜はc軸が圧延方向と直交方向に30度程度配向した圧延集合組織を有することがわかった．また，圧延方向と直交方向に負荷した場合には，底面すべりが作動しやすく，圧延方向と同一方向に負荷した場合には，錐面あるいは柱面すべりが支配的であった．静的引張試験および繰返し引張試験の結果から，純チタン膜の場合，錐面すべりあるいは柱面すべりよりも底面すべりは作動しにくいことが予想される．
また，き裂周辺の結晶方位差を解析し，結晶格子の湾曲角度と湾曲方向について検討した．その結果，圧延方向と同一方向に負荷した場合の方が，結晶格子が面内で湾曲しており，圧延方向と直交方向に負荷した場合の方が，結晶格子が面外方向に湾曲している傾向がみられた．これは，作動するすべり面によってすべり変形のメカニズムが異なるためと予想される．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初，走査型電子顕微鏡内で純チタン膜材に引張負荷を与え，負荷条件下における結晶方位解析を行う予定であったが，負荷装置の開発・設計が予想以上に難しく，現時点で満足な測定が出来ていない．
結晶方位解析から得られた結晶格子の湾曲角度および湾曲方向と，すべり変形量（塑性変形量）との定量的な相関が明らかになっていないので，EBSD法によって得られる計測結果を，疲労き裂周辺の損傷量と物理的に対応させることが出来ていない．
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| 今後の研究の推進方策 |
現在の装置を調整し，走査型電子顕微鏡内で，負荷をかけながら結晶方位解析が出来るようにする．
結晶格子の湾曲形態と作動したすべり系の対応を調べるために，新しくソフトウェアを開発する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2015年度前半に稼働予定だった実験装置が，想定通り機能しなかったために，いくつか成果発表を見送ったため．また，実験を予定していた材料の購入費や加工費を消費しなかっため．
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| 次年度使用額の使用計画 |
走査型電子顕微鏡内で負荷をかけながら結晶方位解析を行うためには，当初，計画していた試験片形状では難しい可能性があるので，新たに材料を購入し加工を行うために費用を使用する予定である．
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