光増幅機能セラミックスの強度と機能の総合的評価

光放大陶瓷强度和功能的综合评价

基本信息

批准号：
11750073
负责人：
宮下幸雄
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

テルライトガラスに熱処理を施し、透明なガラスセラミックスを作製した。まず、昨年度確立した手法などにより機械的性質を測定した。ガラスと比較してガラスセラミックスはヤング率および曲げ強度が大きかった。IF法により求めた破壊じん性値には押込荷重依存性が認められ、SEPB法により求めた値よりも大きかった。機能性としては、第二次高調波をMakerフリンジ法にて測定した。第二次高調波は、ガラスではほとんど発生しなかったが、ガラスセラミックスでは顕著に認められた。これは、反転対象性を持たない構造の準安定結晶が生成されたためと考えられる。次に残留応力の影響を検討するため、試験片表面を研磨し、IF法による破壊じん性値および第二次高調波の測定を行った。研磨した材料では、IF法による破壊じん性値は荷重によらず、SEPB法により求めた値とほぼ等しかった。また、研磨を施すことにより、第二次高調波のフリンジパターンに変化が認められた。結晶化熱処理により試料表面で生じる残留応力がひずみを生じさせ、IF法による破壊じん性値および第二次高調波に影響を及ぼしたと考えられる。すなわち、材料特性としての破壊じん性値は、本実験で用いたSEPB法などで評価する必要がある。なお、ガラスセラミックスを除歪熱処理した場合も、研磨と同様の傾向が認められた。さらに残留応力ではなく外力の機能性への影響を調べた。圧電素子を用いた負荷装置を自作し、圧縮荷重を負荷して第二次高調波を測定した。その結果、ガラスセラミックスでは圧縮荷重を負荷しても第二次高調波はほとんど発生しなかったが、ガラスセラミックスではフリンジパターンに変化が認められた。また、この変化は、残留応力の影響で認められた傾向と等しかった。したがって、実用の際には、機能性への外力の影響を考慮する必要がある。

透明玻璃陶瓷是通过对亚碲酸盐玻璃进行热处理而制成的。首先，使用去年建立的方法测量机械性能。与玻璃相比，微晶玻璃具有更高的杨氏模量和弯曲强度。发现通过 IF 方法测定的断裂韧性值取决于压痕载荷，并且大于通过 SEPB 方法测定的值。关于功能性，二次谐波是使用 Maker 条纹法测量的。二次谐波在玻璃中几乎不产生，但在玻璃陶瓷中很明显。这被认为是由于产生了具有不具有反演对称性的结构的亚稳态晶体。接下来，为了检查残余应力的影响，对样品表面进行抛光，并使用IF法测量断裂韧性和二次谐波。对于抛光材料，无论负载如何，由 IF 方法测定的断裂韧性值几乎等于由 SEPB 方法测定的值。此外，通过抛光，观察到二次谐波的条纹图案的变化。认为由于晶化热处理而在样品表面产生的残余应力引起应变，影响了IF法测定的断裂韧性值和二次谐波。换句话说，作为材料特性的断裂韧性值需要使用本实验中使用的SEPB方法来评估。注意，当对玻璃陶瓷进行热处理以消除应变时，观察到与抛光相同的趋势。此外，我们研究了外力（而不是残余应力）对功能的影响。我使用压电元件制作了一个负载装置，施加压缩负载，并测量了二次谐波。结果，即使施加压缩载荷，玻璃陶瓷中也几乎不产生二次谐波，但在玻璃陶瓷中观察到条纹图案的变化。而且，这种变化与由于残余应力的影响而观察到的趋势相当。因此，在实际使用中，需要考虑外力对功能的影响。