接着破壊メカニズムの解明で、接着接合部の耐久性向上に貢献
2021-11-04 産業技術総合研究所,科学技術振興機構
ポイント
- 金属から接着剤が引き剥がされる過程を、透過型電子顕微鏡でリアルタイム観察
- 剥離の起点となる微小な変形やき裂の観察により、接着破壊メカニズムの解明が可能に
- 科学的見地から強度や耐久性を解明することで、異種材料接着接合技術の信頼性向上
産業技術総合研究所（理事長 石村 和彦、以下「産総研」という） ナノ材料研究部門（研究部門長 原 重樹） 接着界面研究グループ 堀内 伸 上級主任研究員と、科学技術振興機構（ＪＳＴ）は、電子顕微鏡下で接着剤の剥離過程をリアルタイムで直接観察することに成功した。
現在、自動車を始めとする構造体の製造ではマルチマテリアル構造設計による軽量化と、それを実現するための異種材料同士の接着接合技術が検討されている。今後の普及に向けて、接着接合部の強度や耐久性の信頼性確保が重要である。今回、接着接合部の破壊メカニズム究明に向けて、高分解能透過型電子顕微鏡により、接着接合部の破壊現象に伴う極微小な変形現象をリアルタイムで観察することに世界で初めて成功した。
アルミニウム合金とエポキシ系接着剤の接着接合部の破壊過程においては、これまでの知見では、き裂が接着面上を進展することで接着剤が剥離すると考えられていた。しかし今回の破壊過程を直接観察することで、破壊に至るまでに接着剤の極微小な変形が複雑に進行する現象が明らかになった。今後、本観察技術で解明される破壊メカニズムを基に、接着接合部の耐久性向上に向けた接着剤の高性能化や被着体表面処理の最適化が進むと期待される。なお、この技術の詳細は、２０２１年１１月４日にＥｌｓｅｖｉｅｒ（エルゼビア）社が発行する国際専門誌「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｈｅｓｉｏｎ ａｎｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ」で発表される。
本研究開発は、科学技術振興機構の未来社会創造事業 「界面マルチスケール４次元解析による革新的接着技術の構築（２０１８～２０２８年度）」による支援を受けて行ったものである。
＜論文タイトル＞
- “In-situ TEM Investigation of Failure Processes in Metal-Plastic Joint Interfaces”
＜お問い合わせ先＞
＜研究に関すること＞
堀内 伸（ホリウチ シン）
産業技術総合研究所 ナノ材料研究部門 接着界面研究グループ 上級主任研究員
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
庄司 真理子（ショウジ マリコ）
科学技術振興機構 未来創造研究開発推進部
＜報道担当＞
産業技術総合研究所 広報部 報道室
科学技術振興機構 広報課
