拡散層を有する接合界面の機械的特性評価と界面強度に関する研究

扩散层粘合界面力学性能评价及界面强度研究

• 批准号: 15760053
• 负责人: 大宮 正毅
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760053/
• 关键词: 界面; はく離; 破壊じん性; 薄膜; 界面結合力モデル; はく離強度; 劣化

近年,高機能化・軽量化・高強度化などの目的から,種々の材料を組み合わせた接着・接合構造や複合材料の利用が活発に進められている.2つの異なる材料を接合する場合,その接合形態により接合部に2つの材料が合わさった中間層(拡散層)が存在することがある.拡散層の機械的挙動は非接合材とは異るため,その機械的特性を十分把握した上でマイクロ接合部の強度を議論する必要がある.そこで本研究では,拡散層の成長とそれが及ぼす界面強度への影響について明らかにすることを目的としている.本年度は,界面強度を定量的に測定する実験方法の確立と,微小圧子押込試験による拡散層の機械的特性の測定を行った.1.界面強度を定量的に評価する方法として,マルチステージピール試験法を提案した.PETフィルム上に形成したITO薄膜の界面付着強度を評価した.環境雰囲気による界面強度の変化を調べるために,120日間紫外線を暴露した試験片についても界面付着強度を調べた.その結果,紫外線を暴露すると,界面付着強度が大幅に低下することが示された.2.2枚の銅板をはんだ材で接合した試験片を恒温槽中で一定期間時効させた後,除荷・冷却し,ナノインデンテーション法により拡散層周辺の押込試験を行い,硬さ・弾性係数などの機械的特性を調べた.その結果,厚さ1ミクロン程度の金属間化合物層の機械的特性を評価することができた.3.界面の力学的挙動を表す構成式を損傷力学をもとに構築した.そして,速度依存損傷モデルと粘塑性型構成式を提案した.

In recent years, the use of composite materials with high functionality, high strength and high strength has been advanced. 2. When different materials are joined, there is an intermediate layer (diffusion layer) between the materials in the joint. The mechanical properties of the bonding material are very important to understand the strength of the bonding part. This study focuses on the influence of the growth of the dispersion layer and the strength of the interface. This year, the establishment of a quantitative measurement method for interface strength, micro-pressure test for the measurement of mechanical properties of the dispersion layer. 1. The quantitative evaluation method for interface strength.PET film on the formation of ITO film interface strength evaluation. The intensity of the interface is modulated by the environmental radiation, and the intensity of the interface is modulated by the exposure to ultraviolet rays during the day. As a result, the interfacial adhesion strength decreased significantly when exposed to ultraviolet rays. 2.2 copper plates were bonded to each other. After a certain period of time in a constant temperature bath, the mechanical properties were adjusted by unloading and cooling. As a result, the mechanical properties of intermetallic compound layers with a thickness of 1 mm are evaluated. 3. The mechanical behavior of the interface is expressed in terms of damage mechanics. The velocity dependent damage model is proposed.

项目成果

A Cohesive Zone Model and Interfacial Crack Problems

内聚区模型和界面裂纹问题

• 发表时间: 2004
• 期刊: IUTAM Symposium on Mesoscopic Dynamics of Fracture Process and Materials Strength, Kluwer Academic Publishers
• 作者: K.Kishimoto;M.Omiya
• 通讯作者: M.Omiya

大宮正毅, 潘剛毅, 井上裕嗣, 岸本喜久雄, 谷中雅顕, 伊橋紀孝: "高分子基材上に形成した脆性薄膜の界面強度評価"日本機械学会M&M2003材料力学部門講演会講演論文集. 03-11. 461-462 (2003)

Masatake Omiya、Goki Ban、Hiroshi Inoue、Kikuo Kishimoto、Masaaki Yanaka、Noritaka Ibashi：“聚合物基材上形成的脆性薄膜的界面强度的评估”日本机械工程师学会 M&M 2003 年材料力学分部讲座论文集。 03-11 .461-462 (2003)

Evaluation of Interfacial Strength by Multi-stages Peel Test

通过多级剥离试验评价界面强度

• 发表时间: 2004
• 期刊: Key Engineering Materials Vol261-263
• 作者: M.Omiya;H.Inoue;K.Kishimoto
• 通讯作者: K.Kishimoto

高分子フィルム上に形成したぜい性薄膜の界面付着強度評価

聚合物薄膜上形成的脆性薄膜的界面粘合强度评价

• 发表时间: 2004
• 期刊: 材料 53・8
• 作者: 大宮正毅;井上裕嗣;岸本喜久雄;谷中雅顕;伊橋紀孝
• 通讯作者: 伊橋紀孝

大宮正毅, 井上裕嗣, 岸本喜久雄, 谷中雅顕, 伊橋紀孝: "高分子フィルム上に形成した脆性薄膜の界面付着強度評価"日本材料学会第11回破壊力学シンポジウム講演論文集. 144-149 (2003)

Masatake Omiya、Hirotsugu Inoue、Kikuo Kishimoto、Masaaki Yanaka、Noritaka Ibashi：“聚合物薄膜上形成的脆性薄膜的界面粘合强度的评估”第 11 届断裂力学研讨会论文集，日本材料学会 144-149 (2003)。