報告書番号

T94010

タイトル（和文）

残留応力解析に基づくＦＧＭコンプライアント・パットの組成設計

タイトル（英文）

COMPOSITIONAL DESIGN OF FGM COMPLIANT PAD BASED ON RESIDUAL STRESS ANALYSIS

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所では、傾斜機能材料によるＳｉＧｅ系熱電変換素子用ＦＧＭコンプライアント・パッドの構造概念を提案した。本報告は、ＦＧＭコンプライアント・パッドの作製技術の抽出と数値解析に基づいたコンプライアント・パッドの最適な傾斜組成配分率の決定、ならびに残留応力の低減効果についてとりまとめたものである。得られた結果は以下の通りである。１）現状での傾斜機能材料作製技術の調査から、ホットプレスが有望である。２）焼結残留応力の集中するＰｄ／Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ３Ｎ４／Ｃｕ遷移層に対し、本研究において新たに提案したローカルアプローチ法に基づいて最適な組成形状を決定した。これにより遷移層に生じる残留応力が顕著に低減できることを明らかにした。

概要 （英文）

WE HAVE PROPOSED THE STRUCTURAL CONCEPT FOR AN FGM(FUNCTIONALLY GRADIENT MATERIAL) COMPLIANT PAD FOR ON SIGE THERMOELECTRIC CONVERSION CELL. THIS REPORT DESCRIBES THE FGM COMPLIANT PAD PROCESSING TECHNIQUE USING STATE-OF-THE-ART FGM PROCESSES AND THE OPTIMUM FUNCTIONALLY GRADED COMPOSITIONAL PROFILE BASED ON NUMERICAL ANALYSIS. THE RESULTS ARE SUMMARIZED AS FOLLOWS: (1)THE HOT-PRESS TECHNIQUE IS MOST SUITABLE FOR THE FGM COMPLIANT PAD PROCESSING TECHNIQUE. (2)FOR THE PD/SI4N4 AND SI3N4/CU GRADED INTERFACES, THE OPTIMUM FUNCTIONALLY GRADED COMPOSITIONAL PROFILE WAS DETERMINED BY A LOCAL APPROACH METHOD. THE CONCENTRATION OF RESIDUAL STRESS IN THE THERMOELECTRIC CELL WAS REDUCED BY APPLICATION OF THE OPTIMUM FGM COMPLIANT PAD.

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