JP6164450B2 - 結晶粒界破壊特性の測定方法、ならびにその測定用試験片およびその製造方法 - Google Patents
結晶粒界破壊特性の測定方法、ならびにその測定用試験片およびその製造方法 Download PDFInfo
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図1は、本発明の一実施態様に係る結晶粒界破壊特性の測定用試験片の原材としてのセラミックス試料1の斜視図である。直径数mm、高さ数百μmの薄い円盤形状のセラミックス試料1の表面は鏡面研磨されて平滑化されているが、必要に応じてプラズマエッチング等の処理を加えることも可能である。また、試料によっては導電性を付与するため、必要に応じて試料表面にカーボンや金属等の導電性物質をコートしてもよい。電子線後方散乱回折法等の手法によれば、セラミックス試料1の表面上に現れる結晶粒界面3の筋を容易に発見することができる。なお、図面は模式的に描かれており、セラミックス試料1と結晶粒界面3の大きさの比率は実物と異なる。
2 試験片
2a 片持ち支持梁部
3 結晶粒界面
4 切り込み
5 破断面
Claims (9)
- 脆性無機固体試料としてのセラミックス試料を、結晶粒界面と試料表面とのなす角度が80〜90度の範囲内に入るように予め選定された一の結晶粒界面と一の試料表面との交線に直交する試料断面が生じるように切り出し、前記交線に対し垂直な方向に延びる五角柱状の支持梁部を形成した後に、前記結晶粒界面に沿う切り込みを前記試料表面に形成する結晶粒界破壊特性の測定用試験片の製造方法であって、
前記切り込みが13〜50nmの曲率半径と150〜500nmの深さを有するストレートノッチからなり、前記支持梁部が1〜5μmの幅と4〜16のアスペクト比を有する五角柱状の片持ち支持梁構造を有することを特徴とする結晶粒界破壊特性の測定用試験片の製造方法。 - 前記切り込みが150〜300nmの深さを有するストレートノッチからなり、前記支持梁部が2〜4μmの高さを有する、請求項1に記載の結晶粒界破壊特性の測定用試験片の製造方法。
- 前記試料表面が鏡面研磨されている、請求項1または2に記載の結晶粒界破壊特性の測定用試験片の製造方法。
- 前記支持梁部を、一端が前記脆性無機固体試料から切り離され、他端が前記脆性無機固体試料から切り離されない片持ち支持梁構造に形成する、請求項1〜3のいずれかに記載の結晶粒界破壊特性の測定用試験片の製造方法。
- 前記切り込みを、集束イオンビームまたはレーザービームを用いて形成する、請求項1〜4のいずれかに記載の結晶粒界破壊特性の測定用試験片の製造方法。
- 脆性無機固体試料としてのセラミックス試料からなり、結晶粒界面と試料表面とのなす角度が80〜90度の範囲内に入るように選定された一の結晶粒界面と一の試料表面との交線に対し垂直な方向に延びる五角柱状の支持梁部を備え、前記結晶粒界面に沿う切り込みが前記試料表面に形成されており、
前記切り込みが13〜50nmの曲率半径と150〜500nmの深さを有するストレートノッチからなり、前記支持梁部が1〜5μmの幅と4〜16のアスペクト比を有する五角柱状の片持ち支持梁構造を有することを特徴とする結晶粒界破壊特性の測定用試験片。 - 前記切り込みが150〜300nmの深さを有するストレートノッチからなり、前記支持梁部が2〜4μmの高さを有する、請求項6に記載の結晶粒界破壊特性の測定用試験片。
- 脆性無機固体試料としてのセラミックス試料からなり、結晶粒界面と試料表面とのなす角度が80〜90度の範囲内に入るように予め選定された一の結晶粒界面と一の試料表面との交線に対し垂直な方向に延びる五角柱状の支持梁部を備え、前記結晶粒界面に沿う切り込みが前記試料表面に形成されており、前記切り込みが13〜50nmの曲率半径と150〜500nmの深さを有するストレートノッチからなり、前記支持梁部が1〜5μmの幅と4〜16のアスペクト比を有する五角柱状の片持ち支持梁構造を有する測定用試験片に荷重を加えて曲げ試験を行い、該測定用試験片が破壊された時の荷重から破壊特性を算出することを特徴とする結晶粒界破壊特性の測定方法。
- 前記切り込みが150〜300nmの深さを有するストレートノッチからなり、前記支持梁部が2〜4μmの高さを有する、請求項8に記載の結晶粒界破壊特性の測定方法。
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