接合部および先端複合材料の界面挙動の力学・物性

接头和先进复合材料界面行为的力学和物理性能

• 批准号: 01647004
• 负责人: 岩本 信也
• 金额: $ 21.7万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01647004/
• 关键词: 高分解能電子顕微鏡; AgーCuーTi合金; メカニカルポリシング; Nb; Al_2O_3接合体; Si_3N_4; Al_2O_3; Nb接合体; Si_3N_4TiC複合体; マルチプルフラクチャー試験; 3点曲げ静疲労試験

材料グループとして、石田はNb/Al_2O_3の接合界面の微細構造を高分解能電子顕微鏡で解析し、(0001)Al_2O_3(111)Nb面で、両者の格子定数に関して2%程度の差しかないのにステップ構造をとることを明らかにした。次にこのような構造の破壊状況を計算シミュレーションにより追跡し、NbのI原子層だけがAl_2O_3の表面に残存することを得、ESCAの結果からのNb○NO存在確認と一致することを示した。井関はAgーCuーTi合金ろうを用いたSiC同志の接合にさいして、接合時のふん囲気と温度により接合強度が大きく異なることを明かした。須賀はSi_3N_4の表面処理として酸化クロム砥粒を用いるメカニカルポリシング法の適用効果と、さらにSi_3N_4/Al_2O_3/Nbの接合を真空度を変化させた場合の接合強度の対比を行った。その結果、高温高真空の場合Si_3N_4が分解しAl_2O_3層を拡散しNbのけい化物を形成することから接合温度が低下するとしている。前田は、Al_2O_3/Al接合に於けるAl皮膜形成にさいして皮膜厚が接合強度に効かないこと、Si_3N_4ーTiC複合体とNi基合金の中間層として、TiをN_2ガス中でスパッタさせた場合、TiとTiNの組成勾配中間層における折出層の密着性に問題があることを指摘した。力学グループとして、大塚はSi_3N_4の場合の引張強度の応力繰り返し依存性が材料中の欠陥に支配されることを見出した。大蔵、香川は、SiC/Ti複合体を作成し、引張り試験、マルチプルフラクチャー試験を実施し、界面せん断強度に対して温度、時間、圧力の順に影響の大きいこと、界面せん断強度が大きいほど室温引張り強度が大になるとしている。小幡は、Si_3N_4/AgーCuーTi/S45Cの接合体の3点曲げ静疲労試験での安定破壊として、界面の微視割れ、界面はく離が生じるものとしている。AE測定から破壊は破断前の極めて短い時間のうちに起きることを確認し破断時間によりほとんど影響を受けないことを明らかにした。

Material グ ル ー プ と し て, ishida は Nb/Al_2O_3 の joint interface の fine-structure を high decomposition can electronic 顕 micromirror で analytical し, (0001) Al_2O_3 で Nb surface (111), who struck の lattice constant に masato し て 2% level の poor し か な い の に ス テ ッ プ tectonic を と る こ と を Ming ら か に し た. Time に こ の よ う な tectonic の broken 壊 condition を computing シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り tracing し, Nb の I atomic layer だ け が Al_2O_3 に の surface residual す る こ と を, ESCA results の か ら の Nb.through exist NO confirm the identity of the と す る こ と を shown し た. Well masato ー は Ag Cu ー Ti alloy ろ う を with い た SiC comrade の joint に さ い し て, joint の ふ ん 囲 気 と temperature に よ り joint strength が big き く different な る こ と を Ming か し た. Must congratulate to は Si_3N_4 の surface 処 Richard と し て acidification ク ロ ム strop grain を with い る メ カ ニ カ ル ポ リ シ ン グ の applicable working fruit と, さ ら に Si_3N_4 / Al_2O_3 / Nb の joint を vacuum を variations change さ せ た occasions の の joint strength than を seaborne っ た. そ の results, high temperature and high vacuum の occasions Si_3N_4 が decomposition し Al_2O_3 layer を company, scattered し Nb の け い compound を form す る こ と か ら joint low temperature が す る と し て い る. は maeda, Al_2O_3 / Al joint に in け る Al film forming に さ い し て skin film thickness が joint strength に unseen か な い こ と, Si_3N_4 ー TiC complex と Ni base alloy の middle-tier と し て, Ti を N_2 ガ ス in で ス パ ッ タ さ せ た occasions, Ti と TiN of の hook with middle tier に お け の る fold the layer as a sex Youdaoplaceholder0 problem がある とを とを criticize た. Mechanics グ ル ー プ と し て, otsuka は Si_3N_4 の occasions の extension and strength の 応 force Qiao り return し dependency が materials の owe 陥 に dominate さ れ る こ と を shows し た. Big 蔵, sweet sichuan は, SiC/Ti composite を make し, extension and り test, マ ル チ プ ル フ ラ ク チ ャ ー test を be し, interface せ ん breaking strength に し seaborne て temperature, time and pressure の shun に の affected き い こ と, interface せ ん breaking strength が big き い ほ ど at room temperature, the intensity of り が big に な る と し て い る. Little complications ー は, Si_3N_4 / Ag Cu ー Ti/S45C の gametes の 3 qu げ static fatigue 労 test で の stability and broken 壊 と し て, cut れ の micro visual interface, interface は く born from が じ る も の と し て い る. Determination of AE か ら broken 壊 は before breaking の extremely め て short time い の う ち に up き る こ と を confirm し breaking time に よ り ほ と ん ど を by け な い こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Y.Haibara,N.Umesaki,N.Iwamoto: "Silicon Nitride Joining with Glasses in the System CaOーSiO_2" Ceran.Bng.Sci.Pro. 10. 1761-1785 (1989)

Y.Haibara、N.Umesaki、N.Iwamoto：“CaO－SiO_2 体系中氮化硅与玻璃的接合” Ceran.Bng.Sci.Pro 10. 1761-1785 (1989)

R.Maeda H.Yamamoto: "Low temperature bonding using friction in a vacuum" Proceeding of the MRS Internation al Meeting on Advanced Materials. 18. P.263 (1989)

R.Maeda H.Yamamoto：“在真空中使用摩擦进行低温粘合”MRS 国际先进材料会议记录。

市川昌弘: "界面き裂の解析に対する二、三の考案" 日本機械学会第67期通常総会講演会講演論文集. Vol.A. 72-74 (1990)

Masahiro Ichikawa：“界面裂纹分析的一些想法”日本机械工程师学会第 67 届普通大会论文集，第 72-74 卷（1990 年）。

N.Iwamoto: "“Joining of Si_3N_4"SiliconーNitrideーI" Elsevier Applied Science, 121-156(P.160) (1989)

N.Iwamoto：“Si_3N_4”Silicon-Nitride-I 的连接”Elsevier Applied Science，121-156（P.160）（1989）

岩本信也: "“表面改質材料"金属間化合物ハンドブック" サイエンスフォーラム, 346-420(p.451) (1989)

Shinya Iwamoto：““表面改性材料”金属间化合物手册”科学论坛，346-420（p.451）（1989）