固体力学

なぜモノは壊れるのか。材料の破壊は複雑な物理現象であり、多くの未解明問題があります。とくに、高度な機能を産み出すナノ・マイクロ構造物の発展は著しいですが、一方で予期しない破壊が生じることも事実です。本研究室では、ナノ・マイクロテクノロジーを駆使した独自の実験方法を開発して、薄膜や細線などのナノ・マイクロ材料に対する信頼できる材料強度実験を実施することにより、ミクロな視点から複雑な破壊現象を支配する力学法則を解明する研究を行っています。

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教員

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平方 寛之 ( Hiroyuki HIRAKATA )

平方 寛之教授(工学研究科)

研究テーマ

壊れないモノづくりを実現することを目指して、微小材料の強度に及ぼす寸法効果やナノ・マイクロスケールにおけるクリープや疲労などの複雑な破壊現象を体系的に解明する研究に取り組んでいます。

連絡先

桂キャンパス C3棟c2S07室
TEL: 075-383-3632
E-mail: hirakataアットマークme

研究テーマ・開発紹介

本研究室では,主に以下の研究テーマに取組んでいます。

(1)ナノ・マイクロ材料の強度に及ぼす寸法効果の解明

(2)ナノスケールのクリープ・疲労破壊の機構と支配力学

(3)ナノ構造体・薄膜に対する機械的特性評価法の開発

(4)高強度・高機能ナノ構造材料の創製

(5)力学と他の物理現象のマルチフィジックス

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金属ナノ薄膜の強度および寸法効果に関する研究

ナノ・マイクロマシンに用いられるナノ・マイクロ薄膜は、マクロな材料とは異なる機械的特性を示します。例えば、寸法の縮小に伴って表面や異材界面の割合が大きくなるため、それらの存在が変形や破壊に大きな影響を及ぼし、強度が寸法に依存する寸法効果が表れるようになります。その詳細な機構を解明するため、薄膜材料の破壊実験を行っています。

ナノスケールのクリープ,疲労に関する研究

材料の変形や破壊は複雑な現象であり、負荷の加わり方や周囲環境によって機構が異なります。実際の使用環境を考慮して、単調な負荷に対する変形や強度のみならず、繰返し荷重に対する疲労、高温環境におけるクリープなど、現象に応じた実験手法を確立して、体系的な材料強度・機械的特性の解明とそれらの改善に取り組んでいます。

ナノ構造体・薄膜に対する機械的特性評価法の開発

自己組織化を利用して形態を制御したナノ構造試験片の作製、基板から自立した薄膜試験片の作製、集束イオンビーム加工を用いたナノ・マイクロ力学試験片の作製、ナノインデンテーション等の微小荷重力学実験技術によるnNからμNオーダーの荷重制御、走査型/透過型電子顕微鏡による変形・破壊機構のその場観察などを駆使して、独自の評価実験方法の確立に努めています。