サブミクロンサイズの超徴小材料における強化機構の開発

亚微米级超小型材料强化机制的发展

• 批准号: 10875133
• 负责人: 肥後 矢吉
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875133/
• 关键词: マイクロマテリアル; ナノマテリアル; 超微小材料; 超微小材料試験機; 機械的性質; 強靭化; 材料評価; 耐久性; 強靱化

次世代型マイクロマシンで使用される部品のサイズはミクロン以下になることが予想されており、そのような微小材料の機械的性質を知ることが、マイクロマシンの実用化のためには重要となる。しかしながら、材料の寸法をサブミクロンのオーダーまで小さくした時の機械的性質については、有効な評価法が現存せず、そのため、そのような材料の機械的性質がどのように変化するかについては、現在のところまったく知られていない。本研究では、サブミクロンサイズの金属材料に対して有効な機械的性質の評価法、特に繰返し負荷を与えた時の耐久性が評価できる装置を開発し、その機械的性質や疲労特性を明らかにするとともに、超微小材料に対する有効な強化機構の提案を行うことを目的としている。平成10年度では、超微小寸法試験片に対する機械的性質を評価するため試験装置の開発を試みた。そこで、平成11年度においては、実際に超微小試験片を作成し、機械的性質の測定を行い、本試験法の有効性について考察した。試料にはマイクロマシン用材料としての応用が期待されているアモルファス合金薄膜を用いた。用いた試料はAl-Mg合金上に無電解メッキにより成膜した厚さ12μmのNi-Pアモルファス合金薄膜で、これより収束イオンビーム加工機を用い、幅10μm、厚さ12μm、長さ50μmの片持ち梁試験片を作製した。さらにこの試験片に対して切欠を導入して、疲労試験ならびに破壊靭性試験を行った。その結果、このような微小試験片に対して、疲労き裂伝播抵抗、破壊靭性値評価を行えることができた。したがって、本研究で開発した試験法を用いることによって、今後マイクロマシン用超微小サイズ部材の強化機構について検討することが可能となった。

Next generation type マ イ ク ロ マ シ ン で use さ れ る part の サ イ ズ は ミ ク ロ ン following に な る こ と が to think さ れ て お り, そ の よ う な tiny material の mechanical properties を know る こ と が, マ イ ク ロ マ シ ン の be in turn の た め に は important と な る. し か し な が ら, material の "を サ ブ ミ ク ロ ン の オ ー ダ ー ま で small さ く し た の mechanical properties when に つ い て は, unseen な review 価 method が existing せ ず, そ の た め, そ の よ う の な materials mechanical properties of が ど の よ う に variations change す る か に つ い て は, now の と こ ろ ま っ た く know ら れ て い な い. This study で は, サ ブ ミ ク ロ ン サ イ ズ の metal materials に し seaborne て have sharper な mechanical 価 の evaluation method, the properties of に Qiao return を し load and え た の durability when が review 価 で き る device を open 発 し, そ の mechanical properties や exhausted 労 features を Ming ら か に す る と と も に, ultra-small materials に す seaborne る have sharper な proposed strengthening institutions の を line う こ と を purpose と し て Youdaoplaceholder0 る. In the 10th year of the Heisei reign, で で and ultra-small size method test films に were used to evaluate the properties of する machinery を and 価するため test devices を were developed for を tests みた. そ こ で, pp.47-53 11 に お い て は test in the event, be に superfine 験 piece を し consummate の, mechanical properties を い, this test method is の have sharper sex に つ い て investigation し た. Sample に は マ イ ク ロ マ シ ン materials と し て の 応 with が expect さ れ て い る ア モ ル フ ァ ス alloy film を with い た. Use い た sample は no electrolytic Al - Mg alloy に メ ッ キ に よ り film-forming し た さ 12 microns thick の Ni - P ア モ ル フ ァ ス alloy film で, こ れ よ り 収 beam イ オ ン ビ ー ム processor を い, picture 10 microns, さ 12 microns thick, long さ 50 microns の piece hold ち beam test piece を cropping し た. さ ら に こ の test piece に し seaborne て owe を cutting import し て 労 and test な ら び に broken 壊 靭 sex test line を っ た. そ の results, こ の よ う な tiny test piece に し seaborne て 労 and き crack 伝 sowing resistance, broken 壊 靭 sex numerical evaluation 価 を line え る こ と が で き た. し た が っ て, this study で 発 し た を test method with い る こ と に よ っ て, future マ イ ク ロ マ シ ン with ultra-small サ イ ズ department material の strengthening institutions に つ い て beg す 検 る こ と が may と な っ た.

项目成果

K.Takashima et.al.: "A new fatigue testing machine for micro-sized specimens"Proc. 7th Int. Fatigue Congr. (Fatigue 99). 1871-1876 (1999)

K.Takashima 等人：“一种新型微型试样疲劳试验机”Proc.

S.Maekawa et.al.: Jpn. J. Appl. Phys.. 38・12B. 7194-7198 (1999)

S. Maekawa 等：J. Appl. 38・12B (1999)

高島和希、肥後矢吉 他: "マイクロサイズ試験片用疲労試験装置の開発" 第42回日本学術会議材料連合講演会前刷集. 269-270 (1998)

Kazuki Takashima、Yayoshi Higo 等：“微型样品疲劳测试设备的开发”第 42 届日本材料联盟科学委员会讲座预印本集 269-270（1998）。