偏光顕微ラマン分光法によるセラミックス多結晶のマイクロ応力解析

使用偏振显微拉曼光谱分析陶瓷多晶的微应力

基本信息

批准号：
12875024
负责人：
田中啓介
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

1.単結晶サファイアの,鋭い切欠き材のひずみ分布を顕微ラマン法を用いて測定した.ラマン法での測定領域は約2μmである.この測定ひずみを3次元異方性弾性論による有限要素法を基にした計算結果と比較し,よい一致を得ることができ,切欠き部の鋭い応力集中を十分に検知することを確認した.2.顕微ラマン法で多結晶アルミナ中の各結晶粒内のひずみ分布を求めた.645cm^<-1>と418cm^<-1>のラマンシフトをもとに,結晶のc軸方向の垂直ひずみε_<33>を決定した.ひずみ分布は,結晶間の方位差に依存して大きくなり,熱膨張係数の異方性に起因する残留マイクロひずみ測定が可能となった.3.ひずみの3成分を分離して測定するため,偏光ラマン光を用いたが,ラマン散乱光のスプリティングの高精度測定にはいたらなかった.今後の検出器の改良が望まれる.4.X線回折法を使用して,結晶面が100の単結晶シリコンウエーハを実験材料として単結晶の応力測定法の開発を行った.結晶方位の特徴を考慮し,333面および511面の回折を利用すると従来のsin^2ψ法と同様の高精度の応力測定が可能であることを,4点曲げにより既知の応力を負荷したときの負荷応力とX線測定した応力との比較検討より実証した.5.マイクロ領域の応力測定法として,放射光施設Spring-8の高強度,高指向性の単色X線ビームを使用して応力測定を行った.負荷応力検定においては測定応力と負荷応力との間によい一致が得られ,マイクロ領域の応力測定法として有力であること確かめられたが,照射位置の決定法の向上および照射中の遥動機能の必要性が認識された.6.アルミナ/ジルコニア複合材料中のミクロ応力分布および相応力分布を有限要素法により計算した.結晶粒数が20個以上であると計算された弾性定数は,マクロな値に一致する.相応力のX線測定においては,0.1mm程度の照射領域が必要であり,それ以下では照射域の大きさに依存した測定値となる.

1。使用微拉曼法测量了单晶蓝宝石中尖锐的缺口材料的应变分布。测得的面积约为2μm。使用3D各向异性弹性理论将该测得的应变与基于有限元方法的计算结果进行了比较，并证实获得了良好的一致性，并且足够检测到缺口中的急剧应力浓度。 2。使用微拉曼法确定多晶氧化铝中每种晶粒内的应变分布。根据645cm^<-1>和418cm^<-1>的拉曼移位，确定了晶体在C轴方向上的垂直应变ε_<33>。根据晶体之间的方向差异，应变分布变得更大，从而可以由于热膨胀系数的各向异性而导致残留的微型晶体测量值3。极化拉曼光用于测量菌株的三个组成部分，但它不用于高精度测量拉曼散射光的分裂。需要对检测器的未来改进。4。使用X射线衍射，使用100的晶体平面的单晶硅晶片用作实验材料。开发是进行的。考虑到晶体取向的特征，我们证明，使用333和511表面的衍射可以通过比较四点弯曲和X射线测量应力时比较载荷应力来提供与常规SIN^2ψ方法相似的高精度应力测量值。5。作为微区域的应力测量方法，使用同步加速器辐射设施Spring-8的高强度，高方向单色X射线束进行应力测量。在负载应力测试中，实现了测量应力与负载应力之间的良好一致性。获得并确认这是测量微区应力的有前途的方法，但是确定辐射位置确定的需求和在辐射过程中需要伪造功能的需求。6。使用有限元方法计算氧化铝/锆复合材料中的显微肌肉分布和应力分布。计算为具有20或更多晶粒的弹性常数对应于宏值。对于应力力的X射线测量，需要约0.1 mm的辐射面积，在此下，测量值取决于辐照面积的大小。