無機非晶質薄膜の微小硬度測定と構造に関する研究

无机非晶薄膜显微硬度测量及结构研究

基本信息

批准号：
62550564
负责人：
平尾一之
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62550564/
关键词：
非晶質微小硬度表面硬さ機械的性質

项目摘要

近年, 非晶質材料の製造技術は著しく進歩し, 超急冷双ロール法, スパッタリング法, ゾルーゲル法, イオンビームクラスター法を用いて工業的に有用な材料が作製されている. しかしながらそれらの材料に関する物理的評価, とりわけ表面硬さなどの機械的性質に関しては, 定まった試験方法の規格がなく, 物理的意味もあいまいであるのが現状である. 本研究では非晶質材料の機械的性質を評価する手段として, 微小硬度を選択し, その荷重依存性や雰囲気依存性を詳しく調べ, 新しい評価法を確立することを試みた. 試料としては高純度SiO_2ガラスを用い, 荷重を10, 25, 50, 100, 200gと変化させ, その荷重時間も10秒から1800秒にわたり変化させた. これらの測定をアセトントリル, ホルムアミド, ヒドラジン, 水中, 空気中, トルエン, アセトン巾と変えて行ない圧痕の長さと荷重の関係を求めた. その結果, 荷重Lと圧痕の長さlの間にはL=a_1l+a_2l^2の関係が存在することが明らかになった. この最初の項は圧痕を施した際に必要な表面を作るために費やされる力と密接に関係していた. 即ちa_1は各溶媒の表面エネルギー減少量と比例していた. また第2項は圧痕を施した際に必要な体積を変化させるのに費やされる力であり, この値は水中を除いてほぼ一定となり, ガラス固有の硬度とよべる値といえる. a_2は荷重にも, 荷重時間にも依存しないので, 物理的意味がはっきりし, ガラスを構成する原子の化学結合力と結びつけることができた. 他のガラス系であるホウケイ酸塩ガラスやソーダライムケイ酸塩ガラスにも適用することを試みたところ, a_1とa_2はシリカガラスと同じ挙動を示した. 以上のように, 今まで荷重により変化したり, 雰囲気により変化していた微小硬度の値を, ガラスに特有な値である物理量と定義することができた. このa_1とa_2の値をすべての非晶質について求め, 物理定数として使用すべきであると考えられる.

近年来，非晶材料的制造技术取得了长足的进步，采用超淬火双辊法、溅射法、溶胶凝胶法、离子束簇法等已生产出工业上有用的材料。制定了物理评估的测试方法标准，特别是关于表面硬度等机械性能的测试方法标准，其物理意义不明确。在本研究中，我们选择显微硬度作为非晶材料机械性能的评价手段，详细研究了其载荷依赖性和气氛依赖性，并尝试建立一种新的评价方法，使用纯SiO_2玻璃，载荷范围为10， 25、50、100、200g，加载时间也从10秒到1800秒不等。这些测量是在丙酮托里尔、甲酰胺、肼、水、空气、甲苯和丙酮中进行的，并确定了压痕长度与载荷之间的关系。结果，载荷L与长度之间的关系发现压痕 L 的大小为很明显，关系式 L=a_1l+a_2l^2 存在；这第一项与制作压痕时创建所需表面所消耗的力密切相关。换句话说，a_1 与每种溶剂的表面能降低量成正比。另外，第二项是形成压痕时改变体积所需的力，并且该值除了在水中之外几乎是恒定的。可以说，它是一个可以称为玻璃特有硬度的值，由于a_2不依赖于载荷或载荷时间，因此其物理意义很明确，并且可以将其与化学结合力联系起来。组成玻璃的原子。当我们尝试将其应用于其他玻璃类型（例如硼硅酸盐玻璃和钠钙硅酸盐玻璃）时，a_1 和 a_2 表现出与石英玻璃相同的行为，我们能够将显微硬度值定义为物理硬度值，该值随大气而变化。玻璃特有的量。a_1 和 a_2 的值是针对所有非晶材料确定的，并且人们认为它应该用作物理常数。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

平尾一之: J. Am. Ceram. Soc.,. 70. 497-502 (1987)

Kazuyuki Hirao：《陶瓷学会》，70。497-502（1987）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

平尾一之: J. Am. Ceram. Soc.70. 43-48 (1987)

平尾和幸：J. Am. 43-48 (1987)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

友沢稔: J. Am. Ceram. Soc.69. C186-188 (1986)

Minoru Tomozawa：J. Am.C186-188 (1986)

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Extended and globular protein domains in cartilage proteoglycans.

软骨蛋白聚糖中的延伸和球状蛋白结构域。

DOI：
10.1042/bj2450763
发表时间：
1987-08-01
期刊：
The Biochemical journal
影响因子：
0
作者：
M. Paulsson;Matthias Morgelin;H. Wiedemann;M. Beardmore;D. Dunham;T. Hardingham;D. Heinegård;R. Timpl;J. Engel
通讯作者：
J. Engel

平尾一之: J. Am. Ceram. Soc.70. 377-382 (1987)

平尾和之：J. Am. 377-382 (1987)