報告書番号

Q05012

タイトル（和文）

微小材料特性評価のためのその場高温小型疲労試験機の開発

タイトル（英文）

Development of In-situ High-temperature Small Fatigue Testing Device For Micro Material Properties Evaluation

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

マイクロエレクトロメカニクスシステムのさらなる開発のために微小材料の機械的特性を理解することは非常に重要である。微小な大きさの試験片に適した先進的な試験手法は、薄膜のような小さなサイズの材料の機械的特性を評価するために必要である。なぜならば、それらの特性は、バルク材のそれとは異なるためである。 この研究では、この目的のために開発された電子顕微鏡と組み合わされたその場微小材料試験機が報告される。試験機のアイデアは、多層ピエゾエレクトリックアクチュエータの使用にある。このアクチュエータは、非常に小さなサイズの試験機の実現をもたらしてくれる。従って、微小き裂の発生や成長といった薄膜の損傷を連続的に観察するために、走査型電子顕微鏡と試験機を組み合わせることが可能となった。 この報告では、我々は多層ピエゾエレクトリックアクチュエータによる試験機のアウトラインを示す。さらに、この試験機を用いてステンレス304鋼薄膜に対する高温における興味ある機械的特性、疲労寿命、破壊靭性値、疲労き裂進展特性を示す。

概要 （英文）

It is quite important to understand the mechanical properties of micro materials for further developement of micro-electromechanical system, for instance. Advanced testing method suitable for small-size specimens have been necessary to evaluate the mechanical properties of the small-size material such as a thin film, because these properties differ from those of bulk materials. In this study, in-situ micro material testing device combined with a scanning electron microscope developed for that purpose is reported. The idea of the testing device is in usage of muti-layered piezoelectric actuator. This actuator brings realization of a quite small-size testing device, and thus we could combine the testing device with a scanning electron microscope for observing continuously micro damage in thin film such as micro crack initiation and propagation. In this report, we will show outline of developed testing device with the multi-layered piezoelectric actuator and interested machanical properties as a high-temperature condition, fatigue lives, fracture toughness and fatigue crack propagation properties for Type 304 stainless steel thin film by using its testing device.

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