自己修復機能を有する無機透明材料の開発

具有自修复功能的无机透明材料的研制

基本信息

批准号：
21K18909
负责人：
山ノ井航平
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18909/
关键词：
光学ガラス自己修復

项目摘要

一般的にガラスは割れやすい材料であるとされている。しかし、ガラスの理論強度は数GPaと高く鋼にも匹敵するが、実際は実用されている材料では1/100程度になる。この原因は表面に鋭いキズ（クラック）が存在するとそこに応力が集中し、小さなクラックを起点としてさらにクラックが広がるためである。本提案では、欠陥や物理的な応力によるクラック（割れ）の破壊現象からの自己修復可能な結晶材料及びガラス材料の開発を目的として、クラックの回復現象の再現実験を複数回実施し、再現性を確認した。その際、湿度、温度の違いによる現象発現の差異を試しており、各相関を確認した。回復しないクラックも発生しており、回復するクラックとの差異を確認する必要がある。回復した箇所に再度の応力負荷をかけることにより、一部分に回復前と同様のクラックが発生していることを確認している。このことから、完全な回復が発生しているとは言い難いが、歪み測定などによって、定量的に調査する必要がある。前年度に光弾性測定による歪み測定を実施し、クラックの発生前と発生から回復した後で比較した。クラックの発生により、ガラス内の応力変化が見られたが、クラックからの光散乱が大きく、詳細な解析までに至らなかった。さらに、レーザー干渉計測に用いるサンプル作成を行い、レーザー干渉計測を実施し、割れの発生と回復をリアルタイムで計測を行なった。繰り返しの測定が困難であり、測定条件の最適化ができていないが、得られた干渉の変化からより詳細にデータを解析する予定である。

玻璃通常被认为是一种易碎材料。然而，虽然玻璃的理论强度高达数GPa，与钢相当，但实际上其强度仅为实际使用材料强度的1/100左右。其原因在于，当表面存在尖锐的划痕（裂纹）时，应力会集中在那里，裂纹会从小裂纹开始，进一步扩展。在该提案中，为了开发能够对由缺陷和物理应力引起的裂纹断裂现象进行自我修复的晶体和玻璃材料，我们进行了多次实验来重现已确认的裂纹恢复现象。当时，我们测试了由于湿度和温度的差异而导致的现象表现的差异，并确认了各个相关性。也有不恢复的裂纹，需要检查恢复的裂纹和不恢复的裂纹之间的区别。通过对恢复区域再次施加应力，我们确认在某些区域出现了与恢复前类似的裂纹。由此看来，很难说已经完全恢复，但有必要通过测量变形来进行定量研究。去年，我们使用光弹性测量进行了应变测量，并比较了裂纹发生前和裂纹恢复后的情况。由于裂纹而观察到玻璃内的应力变化，但由于裂纹产生大量光散射，因此无法进行详细分析。此外，我们还制作了激光干涉测量样品，进行了激光干涉测量，实时测量了裂纹的发生和恢复情况。尽管重复测量很困难，并且测量条件尚未优化，但我们计划根据获得的干扰变化对数据进行更详细的分析。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The study on BWGd:Nd glass for new laser amplifier: Properties, theoretical and practical investigations

新型激光放大器用BWGd:Nd玻璃的研究：性能、理论和实践研究

DOI：
10.1016/j.optmat.2022.112535
发表时间：
2022
期刊：
Optical Materials
影响因子：
3.9
作者：
Kaewnuam E.;Wantana N.;Tu Nguyen Xuan;Minh Pham Hong;Yamanoi K.;Kaewkhao J.
通讯作者：
Kaewkhao J.

Physical and photoluminescence investigations of Eu3+ doped gadolinium borate scintillating glass

DOI：
10.1016/j.radphyschem.2022.110386
发表时间：
2022-10-04
期刊：
RADIATION PHYSICS AND CHEMISTRY
影响因子：
2.9
作者：
Damdee, B.;Kirdsiri, K.;Kaewkhao, R. J.
通讯作者：
Kaewkhao, R. J.

Effect of Gd2O3 concentration on X-rays induced and photoluminescence characteristics of Eu3+ - Activated Gd2O3-B2O3 glass

Gd2O3浓度对Eu3活化Gd2O3-B2O3玻璃X射线诱导和光致发光特性的影响

DOI：
10.1016/j.radphyschem.2021.109681
发表时间：
2021
期刊：
Radiation Physics and Chemistry
影响因子：
2.9
作者：
B.Damdee;K.Kirdsiria;H.J.Kim;K.Yamanoi;A.Angnanon;N.Triamnak;S.Kothan;J.Kaewkhao
通讯作者：
J.Kaewkhao

Nakhon Pathom Rajabhat University(タイ)

佛统皇家大学（泰国）