表面走越し下部層の微細構造観察ならびにひずみ計測技術の開発

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表面層越しの観察の一例としてセラミックス溶射皮膜材を考えた.セラミックス,特にアルミナセラミックスは赤色レーザを一部透過するのでこの種の問題に向いていると考え,本研究ではアルミナセラミックス被覆ステンレス鋼にレーザを照射したときに発生するレーザスペックルパターンの解析を行った.スペックルパターンは負荷荷量の増加に伴い,すなわち部材のひずみに伴い複雑な変化を呈することがわかった.スペックル移動の成分分離を試みたが,現時点ではこの分離は困難であった.そこでこの種の内部情報の把握に対しては表面のみのひずみ計測結果から内部情報を推定することを試みた.アルミナセラミックスならびにジルコニア溶射被膜ステンレス鋼平滑材を常温ならびに高温環境下・種々負荷条件下で疲労試験を行い,逐次表面ひずみの変化を調べるとともに,適宜試験片の縦断面観察など内部状況を直接観察することにより、表面ひずみと内部状態の対応を調べた.その結果表面ひずみの変化から内部のき裂や剥離の進行状況の把握がある程度可能であることがわかった.またレーザ顕微鏡を用いた透明材越しの損傷評価を行うための基礎研究として,まずセラミックスの微小凹凸表面性状計測の検討を行った.セラミックス凹凸表面に透明コートを施したサンプルに対してレーザ顕微鏡による凹凸形状の評価を行った結果,計測結果に及ぼす透明材の影響はほとんどなく,原理的には良好な透明材越しのレーザ計測が可能であることが明らかとなった.