2012 Fiscal Year Annual Research Report
Ｚｒ基バルクアモルファス合金の疲労破壊における発光現象機構の解明
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22560090
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
中曽根 祐司 東京理科大学, 工学部, 教授 (10266918)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | バルクアモルファス / 金属ガラス / 発光 / 疲労 / き裂進展 / せん断試験 / デジタル画像相関法 / シェアリップ |
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| Research Abstract |
本研究では、Zr基バルクアモルファス合金の疲労破壊及びき裂進展機構を調べるとともに破面等の強変形部における結晶化の機構及び破面からの発光機構等、バルクアモルファス合金に特有な新しい破壊挙動及び機構の解明を目的とする。本年度の主な成果を項目ごとに以下にまとめる。
（1）アモルファス合金の疲労破壊及びき裂進展機構の解明：ランダムに配列した最弱部をぬって疲労き裂が進展するため、分岐、屈曲、停留を繰り返し、き裂進展速度da/dNと応力拡大係数幅△Kの関係は、試験片ごとに異なる不規則な挙動を示した。また、き裂開閉口現象は応力比R＜0.2で起った。
（2）疲労破面等の強変形部における変形誘起結晶化の解明：
2-1) X線回折(XRD)法：人工結晶化材及び疲労破壊材のXRD 測定の結果、人工結晶化材では複数のピークが検出されたのに対して、疲労によるピークは常に単独で観察された。このことから、疲労破面上のピークは製造時の結晶化によるものではなく、き裂進展に伴う強変形による結晶化によるものと推察された。
2-2) 電子線後方散乱(EBSD)法：EBSD法による結晶方位測定により、人工結晶化材ではZr2Al3とZr2Cuの混相が発生するのに対し、疲労破面上では特定の方位に偏ったZr2Cuの結晶のみが局所的に形成されることが分かった。
（3）疲労破面からの発光機構の解明：本バルクアモルファス材のせん断試験を行い、DIC(デジタル画像相関)法による破断時のひずみ分布の算出、高速度カメラ撮影による発光現象発生場所の同定を行った。その結果、せん断破壊する直前の破壊起点におけるせん断ひずみは3～3.5%に達し、最大せん断ひずみが生じた箇所から発光現象が開始。せん断破壊の進行とともに破面から順次発光が伝播することが分かった。以上より、疲労破面のシェアリップ部の摩擦により発光が生じたものと推察された。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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