ナノレベル微小領域における応力成分同定技術の確立

纳米级微区应力分量识别技术的建立

• 批准号: 17760094
• 负责人: 來海 博央
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760094/
• 关键词: ナノ; 応力分離; 応力解析; 顕微ラマン分光法; ラマンシフト; 結晶方位; 測定理論; アルミナ

本年度得られた実績の主な内容を以下に示す.【1】前年度に作成したゴニオ(XYZ軸粗動,XY軸ミクロンオーダー粗動(電動式),xyz軸ナノオーダー微動(電動式),xyz各軸回転(手動式))を用いてひずみ測定を行った.【2】ひずみ成分の高精度測定には,ラマンシフト量とひずみの関係から20個の未知係数を,理論的あるいは実験的に決定することが必要である.そこで,20個の未知係数を最も決定しやすいアルミナ単結晶材料の結晶方位を理論的に決定し,その結晶方位を有するアルミナ単結晶曲げ試験片を作製し,ラマンシフトとひずみの関係を実験的に求めた.【3】アルミナの場合,ラマンスペクトルピークが7つあるため,ラマンピークシフト量とひずみ成分の関係は全部で7つ得られる.今年度では,アルミナの伸縮モードに対応するAlgモード(418cm^<-1>,645cm^<-1>)の負荷ひずみとラマンシフト量の関係の高精度化を行った.さらに,全く測定されていないEgモード(378cm^<-1>,432cm^<-1>,451cm^<-1>,578cm^<-1>,751cm^<-1>)の5種類の各ピークに対して,結晶方位4種類の負荷ひずみとラマンシフト量の関係を測定した.Algモードと比較してばらつきが大きいが,ひずみとピークシフト変化量の関係は概ね直線近似でき,20個の傾きを明らかにした.ひずみ測定には,高い直線性が得られた378cm^<-1>,432cm^<-1>,578cm^<-1>,751cm^<-1>の4種類のピークを採用し,ひずみ測定に必要な20個の未知係数を決定した.【4】切欠きを有するアルミナ単結晶試験片の切欠き底からのひずみ測定を行い,有限要素法の解析結果と高い精度で一致し,ラマン分光法によるひずみ測定の有用性を実証した.また,アルミナ以外の材料として長繊維強化複合材料(FRP)について測定を行い,直径4μmの炭素繊維について応力とラマンシフトの関係を求め,FRP中の炭素繊維に作用する応力ならび残留応力の測定を実施し,他の材料での有用性についても明らかにした.

This year have ら れ た be performance の main な content under を に す. 【 1 】 before annual に made し た ゴ ニ オ (XYZ axis coarse, XY ミ ク ロ ン オ ー ダ ー coarse (electric), XYZ axis ナ ノ オ ー ダ ー micro (electric), XYZ each axis to planning (manual)) を with い て ひ ず み measurement line を っ た. [2] ひ ず み composition の high-precision measurement Fixed に は, ラ マ ン シ フ ト quantity と ひ ず み の masato is か ら 20 の を unknown coefficient, the theory of あ る い は be 験 に decided す る こ と が necessary で あ る. そ こ で, 20 の を the unknown coefficient も decided し や す い ア ル ミ ナ 単 crystalline materials の crystalline orientation に decided し を theory, そ の crystal orientation を is す る ア ル ミ ナ 単 crystallization curve げ test piece を as し, ラ マ ン シ フ ト と ひ ず み の masato is を be 験 に ask め た. [3] ア ル ミ ナ の occasions, ラ マ ン ス ペ ク ト ル ピ ー ク が 7 つ あ る た め, ラ マ ン ピ ー ク シ フ ト quantity と ひ ず み composition の masato are all は で 7 つ should ら れ る. Our で は, ア ル ミ ナ の telescopic モ ー ド に 応 seaborne す る Alg モ ー ド (418 cm ^ < - > 1, 645 cm ^ < - > 1) の load ひ ず み と ラ マ ン シ フ ト quantity の masato is の line precision turn を っ た. さ ら に, full く determination さ れ て い な い Eg モ ー ド (378 cm ^ < - > 1, 432 cm ^ < - > 1, 4 51 cm ^ < - > 1, 578 cm ^ < - > 1, 751 cm ^ < - > 1) の 5 kinds の each ピ ー ク に し seaborne て, crystal orientation 4 kinds の load ひ ず み と ラ マ ン シ フ ト quantity の masato is を determination し た. Alg モ ー ド と compare し て ば ら つ き が big き い が, ひ ず み と ピ ー ク シ フ ト - momentum の masato is は ね linear approximation で き, 20 の き を Ming ら か に し た. ひ ず み determination に は, high い linearity が have ら れ た 378 cm ^ < - > 1, 432 cm ^ < - > 1, 578 cm ^ < - > 1, 751 cm ^ < 1 > 4 kinds の の ピ ー ク を USES し, ひ ず み determination に necessary な 20 の unknown coefficients を decided し た. Cut owe き [4] を have す る ア ル ミ ナ 単 crystallization test piece cut の owe き bottom か ら の ひ ず み determination を い, と の analytic results of the finite element method has high precision い で し, ラ マ ン spectrometry に よ る ひ ず み determination の usefulness を card be し た. ま た, ア ル ミ ナ の outside material と し て long 繊 d reinforced composite materials (FRP) に つ い て determination を い, 4 microns diameter の Carbon 繊 d に つ い て 応 force と ラ マ ン シ フ ト の masato is を め, FRP の in carbon 繊 d に す る 応 force な ら び の 応 residual force measurement を be し, he の material で の usefulness に つ い て も Ming ら か に し た.

项目成果

顕微ラマン分光法を用いた局所領域の応力評価

使用显微拉曼光谱评估局部区域的应力

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本機械学会 2005年度年次大会講演論文集 (I)
• 作者: 來海博央;他3名;來海博央
• 通讯作者: 來海博央

顕微ラマン分光法による微小領域のひずみ成分の同定

使用显微拉曼光谱识别微小区域的应变成分

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本機械学会 2006年度年次大会講演論文集 (I)
• 作者: 來海博央;他3名
• 通讯作者: 他3名

顕微ラマン分光法による結晶方位測定と応力評価

使用显微拉曼光谱测量晶体取向和应力评估

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本機械学会 M&M2005材料力学カンファレンス講演論文集
• 作者: 來海博央;他3名;來海博央;來海博央
• 通讯作者: 來海博央

顕微ラマン分光法を用いたアルミナの局所ひずみ測定

使用显微拉曼光谱法测量氧化铝的局部应变

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本機械学会 2007年度年次大会講演論文集 (発表予定)
• 作者: 來海博央;他4名
• 通讯作者: 他4名