無機ガラスの高靭性化に関する研究

提高无机玻璃韧性的研究

• 批准号: 11875142
• 负责人: 曽我 直弘
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: The University of Shiga Prefecture
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875142/
• 关键词: ガラス; 靭性; 低速き裂伸長; スクラッチ硬度; ビッカース硬度; 活性化エネルギー; 鉛ガラス; ソーダ石灰ガラス; 破壊; 高密度化; パイレックスガラス; 弾性率; 分相; フルオロリン酸塩ガラス

ガラスの高靭化に関する研究はまだ緒についたばかりで,ガラスの組成系により靭性の大まかな値がどの程度になるかを把握する必要がある。また,モードI破壊における靭性以外に,最近はハードディスク基板やフラットパネルディスプレイへの要求から,スクラッチ硬度などの評価が重視されるようになってきている。そこで本研究では不活性雰囲気中,種々の温度でクラック伸長試験を行い,Subcritical crack growth挙動について,鉛ガラス、Li_2O・2SiO_2ガラスおよびソーダ石灰ガラスの比較を行った。また、同時にそれらのガラスについて,スクラッチ硬度およびビッカース硬度の測定も行った。クラック伸長挙動については,通常の溶融法で作製したガラスを加工し、中央に小孔をもつ角柱状のDCDC試験片を作製した。破壊試験機(INSTRON1362)を用い、恒温槽中で圧縮応力を負荷することによってプレクラックの生成およびクラックの伸長を行った。第III領域の破壊について得られたKrv曲線の結果を,v=Aexp{(-E^*+bK_<I2>)/RT}の式でフィッティングしたところ,見かけの活性化エネルギーであるE^*の組成依存性から,第III領域での破壊はガラス構成元素の拡散やクラック先端付近の流動変形によって律速されるのではなく,クラック伸長における結合開裂反応の反応律速であることが判明した。また,瞬間破壊の破壊靭性値が,第III領域の破壊の挙動を基にして,前記の式のE^*/bによって予測可能なことが判明した。また、スクラッチ硬度およびビッカース硬度の測定も含め,鉛ガラスが最も脆く,逆にLi_2O・2SiO_2ガラスは高靭性でソーダ石灰ガラスはその中間に位置することが判明した。さらに,スクラッチ硬度は,第III領域での低速亀裂進展,破壊靭性値,ヤング率,ビッカース硬度などと比較して,大きな組成依存性を示すことがわかった。

ガ ラ ス の high 靭 に masato す る research は ま だ mio に つ い た ば か り で, ガ ラ ス の composition department に よ り の 靭 sex ま か な numerical が ど の degree に な る か を grasp す る necessary が あ る. ま た, モ ー ド I broken 壊 に お け る 靭 に beyond sex, recently は ハ ー ド デ ィ ス ク substrate や フ ラ ッ ト パ ネ ル デ ィ ス プ レ イ へ の requirements か ら, ス ク ラ ッ チ hardness な ど の review 価 が attaches great importance to the さ れ る よ う に な っ て き て い る. そ こ で this study で は not active 雰 囲 気, kind of 々 の temperature で ク ラ ッ ク elongation test を い, Subcritical crack growth dynamic に 挙 つ い て, lead ガ ラ ス, Li_2O 2 sio_2 ガ ラ ス お よ び ソ ー ダ lime ガ ラ ス の is line を っ た. ま た, at the same time に そ れ ら の ガ ラ ス に つ い て, ス ク ラ ッ チ hardness お よ び ビ ッ カ ー ス の hardness measurement line も っ た. Dynamic に ク ラ ッ ク elongation 挙 つ い て は, usually の で melt method for system し た ガ ラ ス を small holes を し, central に も つ prism shape の DCDC し the test piece を cropping た. Broken 壊 test machine (INSTRON1362) を い, in the constant temperature trough で す を 圧 shrinkage 応 force load る こ と に よ っ て プ レ ク ラ ッ ク の generated お よ び ク ラ ッ ク の line elongation を っ た. III field の broken 壊 に つ い て have ら れ た の results を Krv curve, v = Aexp {+ bK_ (- E ^ * < I2 >)/RT} の type で フ ィ ッ テ ィ ン グ し た と こ ろ, see か け の activeness エ ネ ル ギ ー で あ る E ^ * の composition dependence か ら, III field で の broken 壊 は ガ ラ ス elements の company, scattered や ク ラ ッ ク apex paying nearly の flow - shaped に よ っ て law speed さ れ る の で は な く, ク ラ ッ ク elongation に お け る inverse cracking 応 の anti 応 law speed で あ る こ と が.at し た. ま た, instantaneous break 壊 の broken 壊 靭 numerical が, III field の broken 壊 の 挙 dynamic を base に し て, former record の type の E ^ * / b に よ っ て to measure may な こ と が.at し た. ま た, ス ク ラ ッ チ hardness お よ び ビ ッ カ ー ス の hardness measurement も contain め, lead ガ ラ ス が most も brittle く, inverse に Li_2O · 2 sio_2 ガ ラ ス は high 靭 で ソ ー ダ lime ガ ラ ス は そ の に position among す る こ と が.at し た. さ ら に, ス ク ラ ッ チ は hardness, III field で の slow growing crack progress, broken 壊 靭 nt, ヤ ン グ rate, ビ ッ カ ー ス hardness な ど と compare し て, big き な composition dependence を shown す こ と が わ か っ た.

项目成果

吉田まや,吉田智,松岡純,曽我直弘: "鉛ケイ酸塩ガラスの破壊挙動"日本セラミックス協会2001年年会講演予稿集. 39 (2001)

Maya Yoshida、Satoshi Yoshida、Jun Matsuoka、Naohiro Soga：“铅硅酸盐玻璃的断裂行为”日本陶瓷学会 2001 年年会记录 39（2001）。

山田正樹、吉田智、松岡純、曽我直弘: "SnO系低融性フツリン酸塩ガラスにおけるZnO添加の効果"日本セラミックス協会2000年会講演予稿集. 223 (2000)

Masaki Yamada、Satoshi Yoshida、Jun Matsuoka、Naohiro Soga：“ZnO 添加对 SnO 基低熔点氟磷酸盐玻璃的影响”日本陶瓷学会 2000 年年会记录 223 (2000)。

上野裕司、吉田智、松岡純、曽我直弘、加藤光夫、和田正道: "パイレックスガラスの浸液法粉末光散乱への熱処理条件の影響"第23回京都窯業基礎科学懇談会講演予稿集. 11 (2000)

Yuji Ueno，Satoshi Yoshida，Jun Matsuoka，Naohiro Soga，Mitsuo Kato，Masamichi Wada：“热处理条件对派热克斯玻璃浸入法粉末光散射的影响”第23届京都陶瓷基础科学会议论文集11（2000年）。