Interfacial Strength Evaluation of Adhesive Joints under Ultra-high Loading Rate and Elucidation of Fracture Mechanism

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各種輸送機の軽量化と高速化を支える異種材料接合技術（マルチマテリアル化）の発展により高速衝撃下における材料接合性（強靭な接着性），すなわち衝撃負荷における界面強度やその繰返し負荷下の界面疲労強度の重要性が高まりつつある．本課題では，高出力パルスレーザー照射によって局所的に高い衝撃応力を付与することで，接着樹脂と金属界面の衝撃強度（接着強度）を定量評価する方法を構築することを目的としている．この方法をLaser Shock Adhesion Test（LaSAT）と呼ばれており，本年度は申請者がこれまでに開発してきたLaSATを用いてエポキシ系樹脂接着剤の接着強度評価およびスプリットホプキンソン棒（SHB）法による接着強度評価を行った．厚さ100umの接着剤とアルミニウム合金の接合体に対する接着強度評価に成功し，これらの成果は国内学会，国際会議，学術論文（査読付き）にて公表できた．なお，LaSATのひずみ速度は別途行った衝撃波解析から約10^6[1/s]であることが明らかとなり，従来研究には無い超高速破壊の領域に相当する．そこで他のひずみ速度域のSHB試験の結果と比較した．このひずみ速度は，10^3-10^4[1/s]であり，LaSATよりかは低い領域であることから，総合的に広範囲はひずみ速度に対する接着強度評価を実施できた．その結果，超高速領域では５倍以上の接着強度を発現することが明らかとなった．また分子動力学法を用いてその強度発現メカニズムについて考察した．さらに，界面の劣化（水分による強度低下）に関する検討も進めた．