機械材料における各種細線の超微小硬さ実験による弾性率測定

通过超显微硬度实验测量机械材料中各种细线的弹性模量

• 批准号: 26917001
• 负责人: 浅川 武
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26917001/
• 关键词: 超微小硬さ実験; ナノインデンテーション; 弾性率

研究目的薄膜材料や微細部品の材料特性評価方法の一つとして、押込み荷重をμNオーダーにて制御が可能となり、この時の圧子の試料への進入深さをnmの分解能で測定するナノインデンテーション法が用いられるようになった。ここでは、その方法を用い炭素繊維材料を含む細線などへ適用し、超微小押込み硬さ実験を行い、弾性率(ヤング率)のデータ測定を行なう。機械材料における超微小硬さ実験を実施することにより、最近注目を受けている炭素繊維線の弾性率をも定量的に明らかにすることを目的とした。研究方法ナノインデンテーション試験法は、圧子を試料表面に対し垂直に侵入させた際の押込み荷重および押込み変位を逐一測定し、その時に得られる荷重と変位の関係(P-h曲線)から硬さを算出する手法を利用し、押込み過程の情報も得られるため、硬さのみでなく弾性率も算出することとした。サンプルの固定、下地の影響排除、周りからの物理的振動の排除などに注意して、試験治具および試料台上の試験片が垂直軸に負荷がかかるよう固定することで改善し実験を実施して、併せて圧根の画像がどのようになっているかを確かめつつ観察した。試験モードは、主に使用される負荷-除荷試験で実施した。研究成果本実験において測定可能な材料特性は、マルテンス硬さ、押込み硬さ、押し込みクリープなどであった。鉄系材料にて基準値が算出することを確かめ、その後、主だった実験成果のうち荷重約1mN負荷にて実施した炭素繊維線の複合弾性率は、試験片20本平均にて52GPaであった。試験片は、炭素繊維線および樹脂を含むカーボンロッド丸棒を使用したため若干低めではあるが、オフセットの取り方により、P-h曲線概念図の最初の形態が違う場合が生じるため初期調整を考慮することが必要である。

Research purpose film material や imperceptible part の characteristic evaluation 価 method の つ と し て, and 込 み load を mu N オ ー ダ ー に て suppression が may と な り, こ の when の 圧 son の sample へ の into deep さ を nm の decomposition can measure で す る ナ ノ イ ン デ ン テ ー シ ョ が ン method with い ら れ る よ う に な っ た. こ こ で は, そ の way を を い carbon 繊 d materials containing む thread な ど へ し, ultra-small and 込 み hard さ be 験 を い, 弾 sex ratio (ヤ ン グ rate) の デ ー タ line measurement を な う. Mechanical materials に お け る ultra-small hard さ be 験 を be applied す る こ と に よ り, recent attention を け て い る carbon 繊 d line の 弾 sex rate を も quantitative に Ming ら か に す る こ と を purpose と し た. Research methods ナ ノ イ ン デ ン テ ー シ ョ ン は test method, 圧 を sample surface に し vertical に seaborne invasion さ せ た interstate の detain 込 み load お よ び detain 込 み - を determination し individually, そ の に have ら れ る load と - a の masato department (P - h curve) か ら hard さ を calculate す る technique using を し, detain 込 み process の intelligence も ら れ る た め, hard さ の み で The なく elasticity ratio なく is calculated as する とと とと た た. サ ン プ ル の fixed above or の influence rule out, weeks り か ら の physical vibration の exclude な ど に note し て, test fixture お よ び sample stage の に load test piece が vertical axis が か か る よ う fixed す る こ と で improve し be 験 を be applied し て and せ て 圧 root の portrait が ど の よ う に な っ て い る か を か indeed め つ つ 観 examine し た. The test モ モ ド ド た, the main に uses される, and the load-removing test で operates on た. Research results of this be 験 に お い て determination may は な material property, マ ル テ ン ス hard さ, and 込 み hard さ, and し 込 み ク リ ー プ な ど で あ っ た. Benchmark iron objects materials に て numerical が calculate す る こ と を か indeed め, そ の after, main だ っ た be 験 results の う ち load about 1 mn load に て be applied し た の composite carbon 繊 d line 弾 は sex rate, test piece this average 20 に て 52 gpa で あ っ た. Test piece は, carbon 繊 d line お よ を び resin containing む カ ー ボ ン ロ ッ ド pill use を し た た め several low め で は あ る が, オ フ セ ッ ト の take り party に よ り, P - h curve 図 の の form initial が violations う occasions が raw じ る た め early adjustment を consider す る こ と が necessary で あ る.

项目成果

ナノインデンテーションによる材料特性評価の実験

纳米压痕评价材料性能实验

• 发表时间: 2014
• 作者: 津久井稲緒;津久井稲緒;津久井稲緒;経営学史学会編;佐藤善恵;青木慎恵;青木慎恵;青木慎恵;青木慎恵;関野 智史;上島隆秀;高橋 京子;池田 英治;金丸慎太郎;志摩典明;佐藤徹哉;清悦久;加門邦彦;中村麻利子;中村麻利子;中村麻利子;牧野由美子;牧野由美子;望月俊介;望月俊介;望月俊介;近藤康生・竹谷陽二郎・八巻安夫・荒好・平宗雄;河部壮一郎・松田正司・恒川直樹・遠藤秀紀;河部壮一郎・松田正司・遠藤秀紀;阿部文明;阿部文明;阿部文明;千代田 厚史;浅川武
• 通讯作者: 浅川武