Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

異種材料の接着・接合ないし複合材料が幅広く利用さるようになってきており,それらの強度について,より信頼性の高い評価が求められている.さらに,接着・接合界面には,種々の微視組織・構造が形成されており,これらのミクロな階層を考慮した強度則の確立が必要である.本研究では,異種接合材料の界面破壊を支配するパラメータについて検討を行い,ミクロ階層構造を考慮した接着・接合界面強度の一般化クライテリオンを確立することを目的としている.
初めに理論的手法として,接合界面に存在する切欠き先端の応力特異性を求める一般解を導出した.次に,界面損傷モデルを用いた数値シミュレーションにより,界面破壊のクライテリオンについて明らかにした.続いて,界面のミクロ組織の変化と界面における機械的強度との関係について,遮熱コーティング材における界面酸化層の成長について検討し,酸化層成長モデルを提案した.次に,半導体デバイスで用いられている鉛フリーはんだ接合部について,熱時効によるはんだ接合界面における組織変化と疲労強度との関係について明らかにした.次に,紫外線暴露による高分子フィルムの劣化と高分子フィルム上に形成したセラミックス薄膜の付着強度との関係について明らかにした.続いて,界面強度試験及び評価方法を提案した.マルチステージピール試験法を提案し,銅薄膜の付着強度評価を行った.次に,エッジ部に圧縮とせん断力を負荷する界面混合モード破壊試験法を提案し,遮熱コーティング材の基材との界面強度評価へ適用した.次に,MEMS材料などで多用されている金属薄膜の付着強度について,ブリッジ型の試験片を用いた評価法を提案した.最後に,界面特性の非破壊評価として,圧電材の積層構造中を伝播するLove波の伝播特性に着目して,界面が損傷を受けるとLove波の位相速度が変化することを,理論的・実験的に明らかにした.

【研究分担者】
井上裕嗣	東京工業大学	大学院・理工学研究科	助教授	(Kakenデータベース)
大宮正毅	東京工業大学	大学院・理工学研究科	助手	(Kakenデータベース)
荒井正行	電力中央研究所	金属材料部	主任研究員