材料の破壊と耐久性、信頼性

ある日、カメラを保管している防湿庫の中を掃除していて、某社製フィルム一眼レフカメラの裏蓋のフックが破壊しているのを見つけた。このカメラは購入してから5年も経過していないカメラで、常に防湿庫に保管していた。フックの破壊の様子を観察したところ、明らかに製品設計ミスと思われたが、メーカーに確認したところ、すでに品質保証期間を過ぎているので有償修理と告げられた。 　製品の使用において時間経過により材料が破壊する現象を劣化と呼ぶならば、この事例も「劣化」になる。但しこの事例ではいわゆるアーレニウスプロットで寿命予測できない現象が原因で破壊に至っている。 　本講座では、アーレニウスプロットで寿命予測を行っている狭義の「劣化現象」だけではなく、時間経過で高分子材料が破壊する現象など幅広く基礎から解説し、製品設計で高分子材料の劣化をどのように考えたら良いのか説明する。

1. 材料の破壊の事例
2. 高分子材料の基礎
   1. 高分子材料のつぼ
      1. 紐の集合体でできる構造
      2. 高分子の分類
      3. 高分子の構造
      4. 高分子物性評価
   2. 高分子の硬さと脆さの関係
   3. 高分子の破壊機構
   4. 高分子の劣化機構
      1. 化学劣化
      2. 物理劣化
   5. 高分子材料のプロセシングの影響
      1. コンパウンディング
      2. 成形加工
      3. その他のプロセシング
3. 高分子材料の破壊原因
   1. 高分子の高次構造
   2. 酸化劣化
   3. 熱劣化
   4. 光劣化
   5. 欠陥
   6. ケミカルアタック
4. 材料の寿命予測について
   1. ワイブル統計
   2. アーレニウスプロット
   3. その他
5. 対策
   1. 実際の製品使用条件と環境の調査
   2. 適切な製品試験法の選択
   3. タグチメソッドによるロバスト設計
   4. クレーム解析