ナノ力学領域における破壊前駆現象検出の為の動的ロックイン発熱解析法開発

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本研究課題は、ロックイン発熱解析法をナノスケールでの破壊進展の前兆現象の検出を行うための新規ナノ力学評価法とするため、動的な微小振動を印可下での、ナノ構造変化と発熱構造の相関性を明らかにすることを目的としてる。研究初年度の本年度は、提案手法の基本コンセプトの検証に取り組んだ。具体的には、微小な動的振動印可手法の確立、モデル材料の選定、モデル材料を用いた応力ひずみ曲線と発熱画像の検証を行った。動的振動の印可手法としては、従来の初期値に対する正負振動よりも、本課題で導入した正側のみの振動が、正負振動印可よりも有効であることを確かめた。また、モデル材料としては多層カーボンナノチューブのフォレストから作製したCNT膜を選定し、それらを一定の静的伸長条件下で動的振動を印可し、それらの定常電流有無の条件間での差分像を取得する事で、予備検討や研究計画時に想定した脆弱箇所可視化像と同等の画像取得が可能であることが明らかとなった。これにより、目的試料に内在する物理的な脆弱箇所を試料破断のはるか以前の段階で特定する事が可能となり、従来破断後の解析に限られていた破断や伸長といった機械特性と、試料内部の微細構造との詳細な相関研究が可能となることで、ナノ力学解析より一層の解明に貢献する事が期待される。次年度以降ではモデル材料の最適化、動的振動および電流印可手法の最適化を行い、本手法の有効性の確認とナノ構造破壊現象解明に繋がる学理研究に取り組んでいく予定である。