透明材料の破壊過程の学理解明とそのためのオプティカルアナリシスベースの構築
【研究キーワード】
透明材料 / ガラス / 割断 / 光弾性 / 特殊加工 / 亀裂進展
【研究成果の概要】
本年は主に解明段階として以下の項目を実施した．
[1]オプティカルアナリシスベース内での加工：昨年に引き続きガラスの割断をオプティカルアナリシスベース内で行い，各種データを取得した．本年度は雰囲気を変え，その影響について評価した．雰囲気の種類によって，挙動が異なることを確認した．
[2]加工プロセス中の内部応力推定：光弾性によって得られる画像には，位相差情報も取得しているため，これを利用し応力推定を試みた．本年は，数値解析により，単純な系で計算された応力分布とこれにより得られる光弾性像を用いて，深層学習により光弾性像から3次元内部応力状態を推定できるプログラムを制作した．実際に実験で応力を付与したガラスに対して様々な方向から光弾性像を取得し，深層学習をもちいて，実際に内部応力推定を試みた．
[3]ガラス中クラックの学理解明：昨年に引き続き，実験，解析の両面からガラス中のクラックの発生および進展の学理を解明に取り組んでいる．特に，SEM内のスクライブにおいて，ホイールによる塑性変形，その後，アニールすることでの回復量の測定を行い，形状や圧力によって，どの程度塑性変形しているか解明を試みた．
[4]ガラス以外の透明材料として，主にサファイアについて，特に結晶方位との関係について，着目し，実験を行った．結晶方位の違いによりどのように亀裂進展するか観察，破断面の表面性状について評価した．さらに，数値解析についても，結晶方位を反映した解析のコーディングに取り組み，単純な系であれば，異方性材料に関しても応力分布を解析できることを確認した．
【研究代表者】