2004 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ部品・材料における疲労強度測定方法およびデータ解析・収集に関する研究
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16560226
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
三原 豊 国立大学法人香川大学, 工学部, 教授 (50314901)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大平 文和 国立大学法人香川大学, 工学部, 教授 (80325315)
平田 英之 国立大学法人香川大学, 工学部, 教授 (90304576)
橋口 原 国立大学法人香川大学, 工学部, 助教授 (70314903)
吉村 英徳 国立大学法人香川大学, 工学部, 助手 (30314412)
細木 真保 国立大学法人香川大学, 工学部, 助手 (50363180)
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| Keywords | マイクロ部材疲労強度試験 / ナノ部材疲労強度試験 / フォトリソプロセス / 半導体歪みゲージ / 櫛歯形アクチュエーター / 金属コーティング材 |
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| Research Abstract |
今年度は、マイクロ・ナノ疲労試験機の設計・負荷荷重測定方法の研究を行った。
1.マイクロ疲労試験機の設計研究・試作
櫛歯状アクチュエーターを基本に、疲労試験機を設計、試作した。
(1)本体の形状、櫛歯の大きさ、数を決定:FEM構造解析により試験機各部に作用する応力を確かめ、必要な負荷荷重を確保できる櫛歯の構造を設計し、構造全体を決定した。これら設計に基づき、マスクを製作しSiフォトリソプロセスで構造の製作、電気回路の製作を行った。
(2)負荷荷重の計測:製作した試験機の負荷荷重と静電櫛歯アクチュエーターの電圧を検定するため、曲げ試験片(カンチレバー)に半導体歪ゲージを組み込み検定したが、プロセス上の問題からかゲージファクターが27程度しかでなかった。次年度引き続き検討する。
(3)破断時の計測と負荷回数測定方法の検討:通電方式、力計測方法など、破断の判定と破断するまでの負荷回数計測方法を検討し、これらを組み込んだ試験機を試作する。
2.試験片の保持、位置合わせ方法
SEM内でマニュピレーションを行うステージを製作し、動作を確認した。
3.疲労試験と疲労試験片の製作
金属を含む任意材料の試験片形状、製作方法を検討したが、適度な形状設計には至らなかった。次年度、引き続き検討を行う。
4.コーティング材の試験片製作方法検討し試験片を試作
金属(Al,Ti)コーティング材の試験片をスパッターにより製作したが、内部応力が高くこれを低減させるスパッター条件を検討した。また、内部応力の測定方法がなく、荷重負荷方向を変えることによりその大きさを推定した。内部応力の大きいものは数百Paになる。
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