樹脂 / 金属接着界面における疲労破壊挙動および接着強度評価方法

接着界面を有する材料では界面特異端の影響が不可避である。特異端では応力が無限大になるので、剥離は必ず接着端から発生するが、特異端の大きさは接着層厚さや面積に依存するので、従来の試験法で評価されている接着強度は、純粋な接着強度以外に、試験片形状に起因する特異端の影響を含んでしまっている。 　本講座では、特異端が存在しない試験片を用いて、純粋な接着強度のみを評価する新たな試験法を提案し、種々の金属や接着剤の組み合わせに対して接着強度を調べた例を報告する。また、AE (Acoustic Emission) 法を用いて、従来よりもミクロな視点から界面剥離挙動を調べ、単調引張負荷あるいは繰返し疲労負荷に対する接着強度を実験的に検討した例を紹介する。

1. 樹脂接着積層材料の疲労き裂伝ぱ挙動
   1. 金属母材 – エポキシ樹脂 – 銅膜材から成る三層積層材料
   2. 光学顕微鏡および超音波探傷を用いた接着面の観察
   3. 疲労に伴う銅膜上のひずみの変化
   4. 樹脂接着積層材料の疲労き裂発生および伝ぱの特徴
2. 従来の界面応力に関する研究の紹介
   1. 界面の応力と特異端
   2. 有限要素法 (FEM) を用いた界面応力評価
   3. 境界要素法 (BEM) を用いた界面応力評価
3. 新しい界面応力評価手法の提案
   1. き裂開口量および相対すべり量に基づく界面上の応力分布評価
   2. 実験方法
   3. 接着界面の剥離強度に関する実験的検討
4. AE (Acoustic Emission) 法による接着界面の剥離評価
   1. 貫通穴に樹脂を埋込んだ試験片
   2. AE測定条件
   3. 樹脂の種類と接着強度
   4. デジタル画像相関法による界面剥離の評価