2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of fundamental technology for micro-scale strength and fracture of materials supporting the next generation solid phase bonding material process
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15H05501
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
市川 裕士 東北大学, 工学研究科, 助教 (80451540)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 材料設計 / プロセス / 物性 / 評価 / 材料力学 / 溶射 / 接合 / 電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では「固相接合材料界面の特異な組織学的知見」と「収束イオンビーム加工観察装置(FIB)内で行う微小強度試験法」を発展させ微小領域の材料強度学の学術基盤を構築し，コールドススプレー法に代表される固相接合現象の本質的理解および広範囲への展開を目的とし，今年度は下記の2つの項目について検討 を重ね.コールドスプレー法でアルミニウム基材上に成膜した銅皮膜に関して以下のような成果を得た.
EBSD法を用いて皮膜内部に存在する粒子界面での結晶方位・粒径情報を取得し，界面の結晶粒径と局所界面強度の関係を評価した．その結果，界面近傍の結晶粒径が小さな領域では局所界面強度が上昇することを明らかにした．しかし，結晶粒径と局所界面強度の関係は一般に知られているホールペッチの関係では説明できない傾向出会った．本プロセスにおいて結晶粒径は施工（粒子衝突）時の変形履歴に強く依存し，粒子が大きく塑性変形した箇所では結晶粒径が小さくなる．そのため局所界面強度は不均一であり施工時の変形履歴に強く依存することを明らかにした．
本年度は新たにオージェ電子分光法により界面強度測定後の試験片の界面に存在する残留酸化皮膜の評価を実施した．これにより破断面で;の接合状態と酸化皮膜の残存状態の関係を評価した結果，良好な接合を得た箇所では酸化皮膜が完全に除去されていることを明らかにした．この事実から施工時に大きく塑性変形することで酸化皮膜が除去された新生面が生成され接合するという固相接合現象の本質を明らかにした．この現象は他の固相接合プロセスでも同様であると考えられ，いかに効率よく小さなエネルギーで新生面を生成させ，材料同士を接触させるかが新しい固相接合プロセス実現の鍵となることを見出した.
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
