異種材料接合における高強度化技術と信頼性評価

セラミックス/金属接合体に代表される異種材料接合構造では、接合体を構成する個々の構成材料そのものの基本特性はもちろんのこと異種材料接合界面やその端部近傍の力学的特性が重要となる。これらの力学的な基本事項に基づき異種材料接合構造の基本形状設計法および構造の強度評価にかかわる技術の確立が必要となる。 　そこで本講演では、異材接合界面の力学的問題点に絞り、界面端を特徴づけるパラメータの導出方法およびこれらのパラメータに基づく評価や実験例などを分かりやすく解説する。あわせて、セラミックを含んだ異種材料接合体における強度の高度化手法や界面の信頼性評価に関する研究例を紹介する。

　機械的性質、熱膨張係数の異なる異材で構成される接合界面端には応力集中が生じ、応力分布に特異性が現れることがある。セラミック/金属接合体を対象とする接合界面端部形状に対する応力特異性パラメータの変化について理論的に検討した結果や接合体強度と破壊様式および界面端形状との関連を紹介する。 あわせて接合界面端部の残留応力解析や継手の強度評価について述べる。

1. はじめに
   1. 異材接合に関する現状
   2. 異材接合に関する力学的問題点
   3. 力学的問題に対する従来までの取り組み
   4. 異材接合体の力学的評価手法について
   5. 構造体設計への展開
2. 界面端部における力学的特性
   1. 界面の力学的モデルと理論熱弾性解析
   2. 接合界面端の特異場パラメータ
   3. 応力特異性の消失条件
3. 異材接合体の引張強度と破壊様式
   1. 接合体強度に及ぼす接合処理温度の影響
   2. 接合体強度に及ぼす界面端形状の影響
   3. 破壊様式の解析
   4. 破壊の起点について
4. 界面端近傍の接合残留応力の評価
   1. 解析モデルの妥当性と解析解
   2. 接合体強度と理論解との対応
5. 接合界面端形状設計やその他の高度化手法の可能性について
   1. 応力特異性指数低減に基づく異材接合体強度の高度化
   2. 接合体強度の高度化を可能にする接合処理法
6. まとめと今後の課題
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