− 52 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングAF-2020235-C2奨励研究助成（若手研究者枠）AF-2020236-C2奨励研究助成（若手研究者枠）レーザー加工，電子電気機器，構造材アルミナセラミックス，レーザ突合せ接合，メタライズ処理sonomurah@orist.jp接合技術，レーザパターニング加工レーザパターニング，アンカー効果，疲労強度，疲労き裂進展jarakawa@okayama-u.ac.jp大阪産業技術研究所 応用材料化学研究部 主任研究員岡山大学 学術研究院環境生命自然科学学域 助教園村 浩介荒川 仁太セラミックス板のレーザ突合せ溶接技術の開発レーザパターニング表面処理による高耐久性能を実現する接着接合接手の開発レーザを用いたろう付けは，雰囲気炉を使用した手法と比べ，大気中かつ局所加熱により短時間で接合出来る等のメリットがある．局所加熱のため部材の大きさの制限がなく，接合する周辺部材への熱の影響が少ない．本接合技術が確立されれば，電子電気機器に使用される小さなセラミックス部品から構造材のような大型のセラミックス部材の接合まであらゆる分野で適用でき，高い生産性をもたらすことが期待される．一方で，急速加熱冷却過程を伴うレーザ接合ではセラミックスへのろう材のぬれ性の改善，ならびに熱膨張差の低減が課題となる．本研究ではレーザによる良好な接合体を得ることを目指して，前処理として摩擦攪拌溶接法にてアルミナセラミックス板の端面にモリブデンをメタライズ処理した後に，いくつかのレーザ接合条件（メタライズ処理の有無, 出力，インサート材の種類や厚さ，板の固定方法）を変更し，接合ならびに評価を行った．接着接合は自動車に広く用いられる一方，耐疲労性や信頼性が問題点として挙げられている．そこで本研究では，接着接合継手の被着材にレーザパターニング処理を施し，疲労強度の向上を図った．さらに，継手の疲労強度に影響を与える様々な因子について検討を行った．また，継手の破壊形態と疲労強度の関係性，および疲労破壊メカニズムを明らかにするため，各試験片を詳細に観察した．結果として，研磨継手と比較してレーザパターニング処理を施した全ての試験片の疲労強度は向上していることが認められた．これは，接着剤と被着材の界面強度が向上し，破壊形態が界面破壊から凝集破壊もしくは薄層凝集破壊へと遷移したことが要因として挙げられる．また，比較的深い溝を設けたアンカー継手およびアンカークリーニング継手が最も高い疲労強度を示した．
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