日本地球惑星科学連合2019年大会

講演情報

[J] ポスター発表

セッション記号 S (固体地球科学) » S-CG 固体地球科学複合領域・一般

[S-CG54] 地球惑星科学におけるレオロジーと破壊・摩擦の物理

2019年5月28日(火) 15:30 〜 17:00 ポスター会場 (幕張メッセ国際展示場 8ホール)

コンビーナ:田阪 美樹(島根大学)、桑野 修(国立研究開発法人 海洋研究開発機構)、清水 以知子(京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻)、石橋 秀巳(静岡大学理学部地球科学専攻)

[SCG54-P10] オリビンの硬さと破壊靱性におけるサイズ効果

*小泉 早苗1鈴木 達2平賀 岳彦1 (1.東京大学地震研究所、2.国立研究開発法人物質・材料研究機構)

キーワード:オリビン、硬さ、破壊靱性、圧入サイズ効果、粒径効果

We conducted Vickers indentation tests on Fe-free (Mg2SiO4) and Fe-bearing (Mg1.8Fe0.2SiO4) olivine. Their single crystals and highly-dense polycrystalline materials with various average grain sizes (d) from 170 to 890 nm were tested. The largest Vickers microhardness (Hv) of 18 GPa at the lowest load of 0.1 N, which corresponds an indentation depth (h) of 0.6 μm was measured from the polycrystalline material with the finest grain size. The Hv decreases with increasing d and h, both of which are represented by Hvl-x where l corresponds to both sizes with a common x value of ~0.09. The relationship no longer holds at of > 4 μm and of > 1 μm where Hv take constant values of ~9.5 and ~8 GPa for Fe-free and Fe-bearing olivine, respectively. Fracture toughness (KIC) measured from indentation diagonal size and length of cracks radiated outward from the indentation corners is ~0.8 MPa・m1/2 for the polycrystalline materials, whose value does not change with the applied load, and olivine chemistry and grain size. The single crystals exhibit lower and orientation dependent toughness from 0.4 to 0.7 MPa・m1/2.