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特集　脆性材料におけるナノスケール力学の進展

セラミックスを始めとする脆性材料の変形・破壊現象は，しばしば材料応用における大きな障害となっている．これを克服するには微視的なスケールでの変形・破壊のメカニズムを解明・理解することが必須である．最近，ナノインデンテーション法やマイクロピラーを用いた微小機械試験，その場TEM 観察法など，ナノスケールでの力学評価法に大きな技術的な進歩があり，新しい知見が得られつつある．本特集は，この分野における最近の研究の進展を紹介したい．　（特集担当委員：松永克志・古嶋亮一・町田慎悟・和田琢真）

■ 脆性材料におけるき裂－転位相互作用とその破壊靭性への寄与

東田　賢二・田中　將己

き裂先端から生成された転位は，その内部応力により外部応力集中を遮蔽し破壊靭性を向上させる．これを転位遮蔽効果と呼ぶ．本稿ではMgO，Si結晶など脆性材料におけるその効果と破壊靭性への寄与について解説する．

■ 先進半導体材料の力学特性理解のための光インデンテーション活用

中村　篤智・大栗　洋人・李　燕

近年，各種半導体材料のナノスケール力学特性について光環境効果の評価が可能となっている．本稿では，酸化亜鉛の単結晶の力学特性に及ぼす光環境効果の表面方位依存性について，最新の論文内容を概説し，最近の研究進展状況を報告する．

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■ 有限要素法を活用したナノインデンテーション解析法の開発

赤津　隆

有限要素法でシミュレートしたナノインデンテーション挙動を数値解析して開発した局所的な弾性率や降伏応力を導出する方法を紹介する．さらに，それに付随する諸問題（圧子の弾性変形や圧子/試料表面の摩擦）にも言及する．

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■ 微小領域における酸化物セラミックスの室温塑性変形

増田　紘士

巨視的スケールでは脆性的なセラミックスも，微視的スケールでは室温においても可塑性を示す．本稿は，酸化物セラミックス（YSZ，Al₂O₃など）の室温塑性変形について，筆者らの最近の研究成果をまとめた．

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■ 硬質脆性材料単結晶の室温マイクロピラー圧縮変形

岸田　恭輔

新しい力学特性評価法である単結晶マイクロピラー圧縮試験法と，精密な転位構造解析により調査した各種硬質脆性材料の室温塑性変形に関する最新の研究成果について紹介する．

■ マイクロカンチレバー法によるセラミックスの力学特性評価

多々見純一

本稿では，近年明らかとなってきたメソスケール力学特性に関する事象 について，概説する．

■ 原子・電子論的観点での脆性破壊ナノ力学─電子論的強度設計─

嶋田　隆広・平方　寛之

ナノスケールの脆性破壊現象では，従来の破壊力学基準が破綻する．本稿ではナノ破壊現象を根源となる原子・電子論的観点から力学的に捉え，新たなナノ破壊力学基準とこれに基づく量子的な強靭化方針について解説する．

■ 余剰電子／ホールによる材料強度の制御

平方　寛之・嶋田　隆広

余剰電子やホールの強制的な注入・除去により，材料の機械的特性や強度が変化することが示されている．本報では，その効果に関する実験および理論研究の成果を紹介し，機構の解明と制御の可能性について議論する．

■ TEMナノインデンテーション法によるセラミックス粒界破壊過程の原子スケール解析

近藤　隼・厳　靖園・柴田　直哉・幾原　雄一

TEMナノインデンテーション法を応用したセラミックス粒界における原子スケールでの破壊過程の研究について紹介する．

■ ナノ構造設計によるガラスの破壊靭性向上

篠崎　健二

ガラスの脆性を克服するため，力学的に異なるナノ構造を導入して破壊靭性を向上させるアプローチを提案した．微量の金属ナノ粒子を分散させることでき裂先端での応力集中を緩和し，破壊靭性が顕著に向上することを実証した．既製ガラス表面へのナノ粒子析出やゾルゲル膜への応用も展開しており，ガラス材料の新たな設計指針として期待される．

■ 原子モデリングによる金属ガラスの構造若返りの研究

譯田　真人

金属ガラスの常温での塑性変形能向上に向けた熱的構造若返りなどの構造制御手法と，原子スケール構造が変形挙動や力学特性に及ぼす影響について，主に原子モデリングによる研究成果を紹介する．

第79回日本セラミックス協会技術賞を受賞して

・ ガソリンエンジン車用表面捕集層付微粒子フィルタの技術開発と量産化

梅津　信幸・渡邊　祐二・杉浦　究・大橋　謙一

・ 天文宇宙望遠鏡セラミックミラーへのF-Molding成形方法開発と適用

永田　憲一・濵村　健一・姫野　栄仁・向井　伸二

・ 固体高分子（PEM）型水電解アノード触媒の開発

吉川　裕亮・岸　美保・小浜　祐貴・小澤　晃代

新 研究室紹介　北陸先端科学技術大学院大学上田研究室（光機能無機材料化学）

上田　純平

ほっとSpring　セラミックスをキャンバスに─ヨックモックミュージアム　ピカソ・セラミック　「見立て」の芸術─

相見　晃久

くろすろーど　南米アルゼンチンでの研究と生活

樽谷　直紀