爲削減成爲全球性課題的二氧化碳排放量，提高汽車等運輸設備的燃效，業界正設法減輕車身重量。近年來，作爲代替焊接的異種材料接合技術，高效粘合劑的使用在生產力和成本方面備受關注。不過，由於是用於關乎人身性命的運輸設備，如何證明其可靠性和耐久性是亟需解決的問題。
日本產業技術綜合研究所奈米材料研究部門的高級主任研究員堀内伸等人組成的聯合研究團隊，利用可以觀察微小變形的穿透電子顯微術（TEM），全球首次在奈米層面即時觀察到了粘合劑的接合部斷裂的情形。具體來說，研究團隊取一塊足以讓電子束穿透的厚約100奈米的鋁合金粘合劑接合樣本，拉伸樣本的兩端，首先使粘合劑内部產生輕微的應變。然後利用TEM觀察了由應變隊形變換成裂紋，再逐步蔓延到金屬粘合面，並最終斷裂的連續程序。
利用TEM觀察到的鋁合金和環氧樹脂粘合劑的極微小變形引起的裂紋蔓延變形（箭頭爲裂紋頂端及蔓延方向）的複雜變化現象。
聯合研究團隊爲透過TEM觀察明確粘合劑接合發生斷裂的起點在何處，進行了詳細的分析，今後計劃明確複雜的粘合斷裂現象的機制。另外，還將根據獲得的知識，開發耐久性高的粘合劑、最適化被粘合材料的表面處理，並評估和驗證高度可靠的粘合部。
原文：JSTnews 2022年1月號
翻譯·編輯：JST客觀日本編輯部
