JIS C 5630-6:2011 マイクロマシン及びＭＥＭＳ―第６部：薄膜材料の軸荷重疲労試験方法 | ページ 3

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                                                                C 5630-6 : 2011 (IEC 62047-6 : 2009)
                                          附属書D
                                          (参考)
                                          試験環境
  微小サイズ材料は試験片の比表面積が通常サイズ材料よりも大きいため,試験環境の疲労寿命への影響
はより顕著となる。特に疲労寿命は,試験中の湿度に大きく依存する[4]。そのため,微小サイズ材料に対
しては,疲労試験中の湿度制御が重要である。

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C 5630-6 : 2011 (IEC 62047-6 : 2009)
                                           附属書E
                                          (参考)
                                         試験片の数
  一般に,疲労寿命及び疲労強度を含む疲労データは大きくばらつき,統計解析が疲労寿命及び疲労強度
の評価に重要である。バルク材料の統計解析を規定するISO 12107[12]に基づき,要求する試験結果の信頼
度に応じて,試験片の数を決定できる。
  なお,ISO 12107に規定する統計解析は,単一の疲労破壊メカニズムによって,均質な挙動を示す材料
の疲労データ解析に限定している。
  通常,金属薄膜材料では,疲労は単一メカニズムによって支配され,試験片の数は,ISO 12107を基準
に決定することができる。しかし,Si薄膜材料においては,複数の疲労メカニズムが関与していると考え
られており,疲労メカニズムはまだ特定されていない。このことは,ISO 12107の解析方法が,Si薄膜材
料の試験片の数を決定する場合に,そのまま適用できないことを示している。
参考文献
[1] ASTM E 1823-05a,Standard terminology relating to fatigue and fracture testing
[2] Kahn, H., Ballarini, R., Mullen., R. L., Heuer, A. H., Electrostatically actuated failure of microfabricated
    polysilicon fracture mechanics specimens, Proceedings of the Royal Society of London, 455 (1999), pp.
    3807-3823.
[3] Ando, T., Shikida, M. and Sato, K., Tensile-mode fatigue testing of silicon films as structural materials for
    MEMS, Sensors and Actuators, A93 (2001)   p.70-75.
[4] Muhlstein, C. L., Brown, S. B. and Ritchie, R. O., High-cycle fatigue and durability of polycrystalline silicon
    thin films in ambient air, Sensors and Actuators, A94 (2001), pp.177-188.
[5] Sharpe Jr., W. N. and Bagdahn, J., Fatigue testing of polysilicon−a Review, Mechanics of Materials, 36 (2004)
    pp. 3-11.
[6] Namazu, T. and Isono, Y., High-Cycle Fatigue Damage Evaluation for Micro-Nanoscale Single Crystal Silicon
    under Bending and Tensile Stressing, Proc. 17th IEEE International Conference on MEMS 2004, IEEE,
    Maastricht, Netherlands, (2004), pp.149-152.
[7] Takashima, K. and Higo, Y., Fatigue and fracture of a Ni-P amorphous alloy thin film on the micrometer scale,
    Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 28 (2005), pp.703-710.
[8] ISO 1099,Metallic materials−Fatigue testing−Axial force-controlled method
[9] ASTM E 466-96,Standard practice for conducting force controlled constant amplitude axial fatigue tests of
    metallic materials
[10] Takashima, K, Round-Robin Test on Fatigue of Thin Films for MEMS Applications in Japan, Proc. 2nd
      Workshop on Characterization of Materials for MEMS/MST Devices, Micromachine Center, Japan, (2006)
      p.15.
[11] ISO 6892,Metallic materials−Tensile testing at ambient temperature
[12] ISO 12107,Metallic materials−Fatigue testing−Statistical planning and analysis of data