Si₃N₄/SUS界面近傍の残留応力と機械強度

Si₃N₄/Cu/Stee1系接合体界面近傍の微小領域における残留応力分布をX線2theta-sin²phi法により実測し、機械強度との相関を求めた。

研究成果の概要

Si₃N₄/Cu/Steel(S45C,,SUS304)接合体の界面近傍の微小領域における残留応力分布をX線2theta-sin²phi法により測定し、界面に沿った残留応力分布及び残留応力の最大値のCu緩衝材厚さ依存性は鉄鋼種により異なる傾向にあること、接合界面の応力分布は応力緩和層内の研削異物により圧縮側にシフトすることを明らかにした。また、接合体の機械強度は残留応力と応力集中因子の兼ね合いにより決定されるというモデルを検証した。
(図1、図2、図3、図4)

成果の展開可能なシーズ、用途等

1. 残留応力制御法の確立
2. 高強度構造材料

1. セラミツクスー金属接合体
   特 願:平10-355157(平成10年12月14日)
   出願人:科学技術振興事業団、（株）東芝、川崎製鉄株式会社
   請求の概要:セラミックスと金属の接合体において、中間層の延性金属にそれより硬度の高い粒子を埋め込むことにより、引張り残留応力を低減または圧縮化し、強度を向上させた接合体。

2. セラミツクスー金属接合体
   特　願:平10-355158(平成10年12月14日)
   出願人:科学技術振興事業団、（株）東芝、川崎製鉄株式会社
   請求の概要:延性金属を介して接合されたセラミックスと金属の接合体で、延性金属層断面に圧痕を打ち込むことにより、引張り残留応力を圧縮応力に変化させ開放した接合体。

1. 田中俊一郎;山田敏雄.Si₃N₄接合強度と残留応力に関する一考察. 日本非破壊検査協会第29回応力歪み測定と強度評価シンポジウム.P.168.

山田 敏雄、田中俊一郎

図1　試料の模式図

図2　圧縮残留応力点付近の超音波顕微鏡像

図3　Si₃N₄/Cu/Steel接合体の残留応力分布

図4　最大残留応力値のCu緩衝材厚さ依存性