押し込み「その場」ラマン分光と顕微光弾性解析による破壊直前のガラス構造の直接評価

Abstract

本研究では，ガラスの押し込み試験中にラマン分光測定を行う装置を作製し，押し込み破壊が生じる直前のガラス構造を評価するとともに，光弾性「その場」測定によりガラスの押し込み応力場を決定した。 押し込みラマンその場測定の結果，架橋酸素を多く含む重合度の高いガラスは，圧子下で静水圧下と異なる構造変化を示すのに対し，非架橋酸素を多く含むガラスは，圧子下でも静水圧下と同様の構造変化を示すことが分かった。 光弾性「その場」測定の結果から，押し込み試験中に塑性流動により変形するガラスは，内部の塑性変形領域周囲に引っ張り応力が発生することを初めて実験的に示すことができた。 Raman indenter, which enables us to obtain Raman spectra of glass during indentation, was successfully constructed in this project. Using this set-up, it is found that highly polymerized glass with a lot of bridging oxygens shows more distored microscopic structure under a Vickers indenter than that under a hydrostatic pressure. On the other hand, microscopic structure of de-polymerized glass with non-bridging oxygens is quite different from that under hydrostatic pressure. From in-situ microphotoelastic measurements, it is shown that shear flow in glass under the indenter causes tensile stress around the plastic zone created by the indenter. This is a first experimental confirmation of indentation-induced three-dimensional stress field.