高電圧スクリーニング法によるセラミックスの高信頼性化に関する研究

高压筛选法提高陶瓷可靠性的研究

• 批准号: 11875190
• 负责人: 岸本 昭
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for 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-11875190/
• 关键词: セラミックス; 強度; 信頼性; 高電圧; スクリーニング

我々は既に高電圧印加により、機械的に弱い部材を抜き取る高電圧スクリーニング法を提案し、いくつかの系で実証している。本研究では、応力分布の異なる機械強度試験(三点曲げ、四点曲げ、二軸曲げ)を用い、その機械強度と絶縁破壊強度の相関について検討し、高電圧によるスクリーニングの試験方法依存性について知見を得た。絶縁体試料としてチタニアセラミックスを用いた。市販粉末を一軸加圧により、直方体および円筒形に成型後、1400℃、3h焼成によりバルク試料を得た。ダイヤモンドカッターおよび手研磨により、4×12×0.3mm3およびφ=14mm,t=0.3mmの薄片試料を作製し、前者は三点曲げおよび四点曲げ試験に、後者は二軸曲げ試験に用いた。それぞれの場合について試料片を120枚作製し、半数でスクリーニング前の機械強度と絶縁強度の分布を測定し、30%の試料が絶縁破壊するスクリーニング電界を求めた。これを残りの試料に印加してスクリーニングを行い、絶縁破壊しなかった試料について機械強度分布を求め、スクリーニング前の分布と比較した。スクリーニング前の機械強度の平均値は三点曲げ:188MPa、四点曲げ:128MPa、二軸曲げ:77MPaとなり、有効体積が大きくなるにつれ平均強度が減少することを確認した。スクリーニング前後の四点曲げ強度分布から、スクリーニングにより、低強度側が高強度よりにシフトし、強度分布が小さくなることがわかった。応力によるスクリーニング(保証試験)の理論線と比較すると、高電圧スクリーニングの結果はスクリーニング前と応力スクリーニングの中間に位置することがわかった。応力スクリーニングとの関係を三点曲げと四点曲げで比較すると、後者に対する高電圧スクリーニングがより応力スクリーニングに近いことがわかった。これは四点曲げの最大応力範囲が三点曲げに比べて大きく、高電圧スクリーニングの電界により近いためであると思われる。

I 々 は に both high electricity 圧 Inca に よ り, mechanical に weak い department を sorting き take る high electric 圧 ス ク リ ー ニ ン グ method proposed を し, い く つ か の is で card be し て い る. This study で は, 応 force distribution の different な る mechanical strength test (the three げ at four o 'clock, qu げ, biaxial げ) を い, そ の と never try to break the mechanical strength 壊 strength の phase masato に つ い て beg し 検, high electric 圧 に よ る ス ク リ ー ニ ン グ の test method dependency に つ い て knowledge を た. For the absolute raw material, と, てチタニアセラ, てチタニアセラ, ッ, スを, use と た. City selling powder を axis and 圧 に よ り, straight body お よ び has drifted back towards ¥ cylindrical に, 1400 ℃ and 3 h after forming 焼 into に よ り バ ル ク sample を た. ダ イ ヤ モ ン ド カ ッ タ ー お よ び hand grinding に よ り, 4 * 12 * 0.3 mm3 お よ び phi 14 mm, t = 0.3 mm の wafer sample し the を cropping, the former は three げ お よ び four-point curved げ test に biaxial song, the latter は げ test に with い た. そ れ ぞ れ の occasions に つ い て sample piece を し, half of the 120 pieces of cropping で ス ク リ ー ニ ン グ の と mechanical strength never try before determination of intensity distribution を の し, 30% の sample が never try to break the 壊 す る ス ク リ ー ニ ン グ electricity industry を o め た. こ れ を residual り の sample に Inca し て ス ク リ ー ニ ン グ を い, never try to break the 壊 し な か っ た sample に つ い て を め and mechanical strength distribution ス ク リ ー ニ ン グ の distribution before と compare し た. Before ス ク リ ー ニ ン グ の の average numerical げ は three music: the mechanical strength of 188 mpa, four げ : 128 mpa, biaxial げ : 77 mpa と な り が bigger, sharper き く な る に つ れ average intensity が reduce す る こ と を confirm し た. ス ク リ ー ニ ン グ の around four o 'clock qu げ intensity distribution か ら, ス ク リ ー ニ ン グ に よ り strength of high and low side が よ り に シ フ ト し, small intensity distribution が さ く な る こ と が わ か っ た. 応 force に よ る ス ク リ ー ニ ン グ (test) line と の theory more す る と, high electric 圧 ス ク リ ー ニ ン グ の results は ス ク リ ー ニ ン グ before と 応 force ス ク リ ー ニ ン グ の に position among す る こ と が わ か っ た. 応 force ス ク リ ー ニ ン グ と の masato is を three qu げ と four-point curved げ で compare す る と, the latter に す seaborne る high electric 圧 ス ク リ ー ニ ン グ が よ り 応 force ス ク リ ー ニ ン グ に nearly い こ と が わ か っ た. こ れ は four-point curved げ の 応 force biggest fan 囲 が three curved げ に than べ て big き く, high electric 圧 ス ク リ ー ニ ン グ の electricity industry に よ り nearly い た め で あ る と think わ れ る.

项目成果

岸本昭: "先端無機材料科学"昭晃堂. 181 (2000)

Akira Kishimoto：“高级无机材料科学”Shokodo 181（2000）。

N.Sadotani,S.Hirano and A.Kishimoto: "In-situ Monitoring of Indentation Fracture in Semiconductive Titania Ceramics"J.Mat.Sci.Lett.. 19[3]. 221-223 (2000)

N.Sadotani、S.Hirano 和 A.Kishimoto：“半导体二氧化钛陶瓷中压痕断裂的原位监测”J.Mat.Sci.Lett.. 19[3]。

A.Kishimoto,H.Deguchi,K.Kikkawa.and Y.Nakamura: "Thermal shock resistance and creep behavior of dispersion strengthened ion conductive zirconia ceramics"Trans.MRS-J. 25[1]. 269-272 (2000)

A.Kishimoto，H.Deguchi，K.Kikkawa.和Y.Nakamura：“弥散强化离子导电氧化锆陶瓷的耐热冲击性和蠕变行为”Trans.MRS-J。

A.Kishimoto, A.Nakamichi, and Y.Nakamura: "Monitoring of indentation and bending fracture in a-SiC ceramics utilizing electrical methods"J. Mat. Sci.. 34[17]. 4233-4237 (1999)

A.Kishimoto、A.Nakamichi 和 Y.Nakamura：“利用电学方法监测 a-SiC 陶瓷中的压痕和弯曲断裂”J。