X線回折プロファイル解析に基づくエンジニアリングプラスチックの非破壊変形損傷評価

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高強度な高分子材料には結晶性高分子が多いため，今年度は結晶性高分子材料を対象として，回折プロファイルに及ぼす塑性変形の影響について検討した．また，複数の回折情報が同時に得られるX線源として白色X線が有効であるため，結晶性高分子材料から得られる複数の回折面から，応力測定に適する回折面を検討した．１）結晶性高分子材料として，ポリプロピレンPPおよびポリエチレンPEを対象に，材料全体の平均的な特性を得るために，透過法を用いて検討した．幅4mm厚さ2mmの断面寸法のゲージ部を有する試料を用いて，両材料とも単軸の引張試験によって0.3程度の公称塑性ひずみの導入に成功した．２）PE200では散乱ベクトルと塑性変形方向が平行に近づくにつれて回折強度が小さくなった．また，PPについては２つの回折面に注目し，PP011はPE200と同様に減少するのに対して，PP130は増加した，3)半価幅に注目すると，PE200は散乱ベクトル方法と塑性変形方向によらずにほぼ一定で，塑性変形材の方が0.05deg程度増加した．一方PP130はPE200と同様に方向による差は小さいものの，塑性変形による半価幅の増加量はPE200よりやや大きい，一方，PP011は増加量は少なく，散乱ベクトルと塑性変形方向が平行になるにつれて半価幅が減少した．4）PE200およびPP130では，塑性変形によるX線的弾性定数の変化は小さいものの，PP011では２倍程度増加した．５）エンジニアリングプラスチックの一つのポリアセタールPOMおよびスーパーエンジニアリングプラスチックの一つであるポリエーテルエーテルケトンPEEKを白色X線を用いてX線的弾性定数を測定し，POM100，PEEK211およびPEEK130が応力測定に適し，混合ピークは適さないことを明らかにした．