報告書番号

T00027

タイトル（和文）

微小材料を用いた破壊試験のための小型疲労試験装置の開発 -その1:試験装置の基本特性と微小材料の機械的特性について-

タイトル（英文）

Development of Small Fatigue Testing Equipment for a Fracture Test Method Using a Small Material(Part1: On Basic Properties of Test Equipment and Mechanical Properties of Small Materials)

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

産業分野においては、薄膜のような微小材料の機械的特性と疲労寿命特性とを調べることは非常に重要である。そのような微小材料のための試験装置が多数開発されてきた。例えば、ＤＣモーターをアクチュエータとした簡単で小型の引張試験装置や、また材料表面にダイヤモンド圧子を押し込むことで特性を推定することができるマイクロインデンターがある。しかし、これまでに開発されてきた試験装置によって三角波形のような複雑な試験波形の疲労条件を試験することはいまだ難しい。この研究では、微小材料の引張強さや疲労寿命を把握するため、圧電セラミック素子をアクチュエータに適用した小型疲労試験装置を試作した。いくつかの基礎的試験を通じて、ここで試作した小型疲労試験装置は微小材料に対して有効に作動することが明らかとなった。薄膜の引張試験、疲労試験によって得られた結果として、本研究に供した薄膜の降伏応力、引張強さともにバルク材に比べて極めて高いことが明らかとなった。また疲労強度もまたバルク材に比べて高いことが明らかとなった。

概要 （英文）

It is very important in industrial area to examine mechanical properties and fatigue life properties of the micro material such as a thin film. Some kinds of test equipments for such micro material had been developed. For example, there is simple and compact tensile testing equipment, which DC motor as the actuator, and also micro indentator, which material properties can be estimated by pushing the diamond indentator on the material surface. But it was still difficult to test fatigue condition with complex waves like triangle wave on the previous developed testing equipments. In this study, micro fatigue testing equipment, which piezo electric ceramic is applied as the actuator, was produced by way of trial for clarifying a tensile strength and fatigue life properties of the micro material. Through our trial by some kinds of tests, it was found that the micro fatigue testing equipment which was developed here is available for the micro specimen. As some results obtained by the tensile test and fatigue test of the thin film materials, it was found that a yield stress and tensile strength for our film material was very higher than for SUS304 bulk material, which had tested up to now. A fatigue life was also very higher than for the bulk.

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