研究内容

●　着目点　　　　　　　　微視破壊挙動その場観察法により撮影したアルミナのき裂進展挙動

　複合材料や傾斜機能材料など微構造を制御した先進材料の開発や部材設計では，材料の機械的性質や強度特性が微構造の何に起因して発現するかを解明することが重要です．たとえば，日本刀は平安時代から日本固有の伝統技術で作られてきた工業製品で，日本刀の作刀技術と多重微構造が西洋の刀にはない「刀としての強さ」「マグナムにも負けない強靭さ」を支えています．日本刀の作刀技術は，機械工学でいう工業製品の「表面改質」として現在の工業製品に応用されています．また，人体の骨のような生体の疾病原因や予防法の解明では，疾病を発現する生体構造や微構造因子は何かを解明することが重要です．
　研究室では，ミクロ特性とマクロ特性を結び付ける研究を行っています．対象材料の中心はセラミックス材料と鉄鋼材料，生体材料などで，研究対象としている特性は部材や生体骨などに働く応力や残留応力と，強度および破壊挙動です．微構造のモデル化技術やミクロ特性とマクロ特性を結び付ける力学を確立することによって，先進材料の評価や設計，日本刀の強さのメカニズム解明や生体骨の疾病メカニズムの解明に役立てようと日々研究を重ねています．また，近い将来，所望の特性を有する材料を微構造から設計できるようになると考えています．

●　主な研究内容

１）コンピュータシミュレーションや計算手法を用いた先進材料や先端部品の強度評価

○機能性耐火れんがの弾性挙動や破壊強度の評価解析
○鋼の塑性変形挙動の解析
○微構造制御材（合金鋼，高張力鋼など）のき裂先端近傍の応力場の解析
○多結晶セラミックスのき裂周りの架橋応力場の解析

２）新しい測定法や評価法による先進材料・部材の強度・信頼性評価

○鋼板表面の矯正による残留応力場の変化
○電子顕微鏡下での破壊挙動のその場観察
○表面改質処理で硬化処理した合金鋼の硬化層と残留応力場の評価
○ホームラボＸ線等による応力場や残留応力場の測定と評価
〇2次元検出器を用いたX線応力測定法の開発と評価
○微小部Ｘ線による塑性変形や転位場の局所評価
○耐火セラミックスの弾性挙動や破壊，じん性挙動の評価
○日本刀の表面強度と残留応力の評価と強さのメカニズム解明
○圧粉磁心体の弾性挙動と破壊強度の評価

	坂井田研究室	マルチスケール材料強度評価・設計
Laboratory for Multiscale Evaluation and Design of Material Strength