Measurement of Elastic Moduli of Small Specimen by Means of Rectangular Parallelepiped Resonance Method

要旨

直方体共振法を用いて, 等方性及び異方性の小片試料の弾性定数及び温度依存性を測定するための測定システム, 解析方法を検討した.石英ガラスは立方体に, MgO単結晶は結晶軸を決定後直方体に作製した. 測定は石英ガラスでは液体窒素温度から室温まで, MgOでは800℃まで行った. 室温における共振周波数は試料にかかる荷重をゼロに外そうしたときの値を採用し, 低温及び高温における測定では荷重が一定になるように工夫し, 室温からの相対変化を測定した.無次元周波数とポアソン比の関係から求めた石英ガラスの弾性定数及び温度依存性は超音波法で求めた結果と良く一致しており, 等方体についてはこの関係を用いることが適切であることが分った. MgO単結晶の室温における弾性定数は実験スペクトルと理論スペクトルの差が最小になるように弾性定数を逐次修正するという方法で求め, 温度依存性は周波数の相対変化から計算した. 結果はSpetzlerのデータと良く一致していた.これらの結果から, 直方体共振法では一辺が2mm程度の等方性及び異方性の小片試料でも試料にかかる荷重の影響を除くことにより, 弾性定数及びその温度依存性をかなり精度良く測定できることが分った.

主題