ディスクオンロッド試験の概念図

　高温環境下で使用されるセラミックスは材料内の温度差に起因する熱応力による破壊，特に熱衝撃破壊の克服が重要な課題である．熱衝撃破壊は熱応力のもとでの微視破壊の蓄積による巨視き裂の発生，進展過程と考えられる．したがって，熱衝撃破壊の理解には熱応力と破壊過程の評価が不可欠である．そこで本研究室では，予熱したディスク状試験片と金属ロッドの接触による熱衝撃試験法(ディスクオンロッド試験)を考案した．試験片表面温度は高速度IRカメラで測定し，FEMに温度を境界条件として与えて熱応力を算出する．同時にロッド下部に取り付けたAEセンサーにより熱衝撃試験中のAE信号を検出し，熱衝撃破壊過程を評価している．
　本研究室では上述のディスクオンロッド試験によって，平滑材からのき裂の形成および進展過程を定量的に解析し，従来法で得られて結果と比較検討することで，セラミックスの熱衝撃破壊抵抗の評価方法の開発を進めている．また，様々な強化材で高強度化・高靭化した複合材料を作成し，高耐熱衝撃性材料の開発をも進めている．

　腱は過大な負荷が作用することで完全断裂や部分的な損傷が発生する．また，力学的負荷によって腱に発生する損傷は，腱の成長や治癒にも関与しており，その発生過程を明らかにする必要がある． 本研究室では，腱断裂および損傷治癒過程評価のための基礎的知見を得るために，AE法を用いて，各負荷レベルにおける部分損傷の発生・蓄積過程のモニタリングを行っている．また，損傷後の治癒過程の腱の損傷の検出・同定も行い，リハビリテーションにおける運動開始時期・強度の最適化などの臨床応用の可能性を明らかにすることを目標
に研究を進めている.

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　生体骨のうち緻密な皮質骨は負荷を支える役割を担っているが，過大な負荷が繰り返し加わると損傷が蓄積して疲労骨折に至る．本研究室では，複雑な応力状態を検討するため，生体骨の圧縮・圧縮疲労・ねじり・引張試験の際に損傷のAEモニタリングを行い，疲労骨折のメカニズムの解明を進めている．これまでの研究で，損傷は圧縮疲労試験中，負荷中よりも除荷中に頻発することが明らかになり，信号の特徴もとらえることに成功している．これらの知見から疲労骨折の早期診断法の開発を目標に研究を推進している．また，生体骨の粘弾性特性と疲労骨折のメカニズムとの関連性についても研究を進めている．

　アモルファスシリコンやCIS等を利用したフレキシブル薄膜太陽電池が近年開発されている．その柔軟性を生かした，折りたたみ可能な携帯用電源，非常時のテント用電源，人工衛星用電源などへの応用が広がっている．本研究室では，フレキシブルa-Si太陽電池およびフレキシブル色素増感型太陽電池の機械的ひずみによる性能劣化機構に関する基礎的見地を得ることを目的とし，引張試験中におけるフレキシブル太陽電池の発電機能の劣化を計測し，同時にアコースティック･エミッション法 (以下AE法)によって損傷の発生・蓄積をモニタリングするとともに，AE信号のウェーブレット解析に基づいて，AE信号による損傷の同定法を検討している．

　
（a）　損傷の模式図　　b）　裏面電極層　　（c）　グリッド電極


　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　VOC低下とAE発生挙動

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