ナノレベル微小領域における応力成分同定技術の確立

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.

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.