米乐m6官方网站（会长：石村和彦）（以下简称“AIST”）纳米材料研究部（主任：原茂树）粘合剂界面研究组高级首席研究员Shin Horiuchi和日本科学技术振兴机构（JST）成功地在电子显微镜下直接实时观察粘合剂剥离过程。
目前，在汽车等结构的制造中多材料结构通过设计和使用不同材料来减轻重量来实现这一目标粘合8450_8528电子显微镜，我们在世界上首次成功地实时观察与粘合接头失效相关的微小变形现象。
在铝合金和环氧粘合剂之间的粘合接头的断裂过程中，先前的知识表明，随着裂纹在粘合表面上扩展，粘合剂会剥落。然而，通过直接观察失效过程，可以清楚地看出，粘合剂在失效之前经历了微小变形的复杂过程。未来，预计基于该观察技术阐明的断裂机理，将在改善粘合剂性能和优化被粘物表面处理以提高粘合接头的耐久性方面取得进展。有关该技术的详细信息，请参阅Elsevier出版的国际专业杂志。国际粘合与粘合剂杂志
由于粘合剂的微小变形而导致裂纹扩展（箭头表示裂纹尖端和扩展方向）
二氧化碳是一个全球性问题2为了减少汽车等运输设备的排放并提高燃油效率，减轻车身重量已成为至关重要的问题。人们认为，通过多材料结构设计（将异种材料放置在正确的位置）来减轻重量是有效的，但实现这一目标的关键是替代传统焊接的异种材料连接技术。粘合剂粘合目前被认为在生产率和成本方面是有效的，但最大的问题是难以证明其可靠性和耐用性。为了将粘合剂引入到危及生命的运输设备中，需要有关粘合部件的强度和耐用性的科学证据。
AIST正在通过结合各种分析方法和模拟技术，对粘合性、耐久性和可靠性的原理进行研究。在这项研究中，我们使用电子显微镜直接观察粘合接头，并阐明1纳米至数十微米尺度的空间结构。作为这项工作的一部分，我们的目标是通过观察粘合接头的失效过程来阐明粘合失效机理，并在世界上首次成功地在纳米水平上实时观察粘合剂从金属上剥离的过程。通过阐明粘合失效的起源和过程，可以估计复杂粘合失效现象的机理，从而为提高粘合接头的耐久性提供指导。
这项研究和开发得到了国家研究开发机构日本科学技术振兴机构未来社会创建项目“利用界面多尺度四维分析构建创新粘合剂技术（2018-2028）”的支持。
为了了解粘合接头的断裂现象，常见的方法是通过剥离后观察样品表面和成分分析来估计断裂行为。然而，为了准确理解断裂现象，需要一种直接实时观察断裂过程进展的评价方法。虽然可以使用光学显微镜或扫描电子显微镜（SEM）实时观察断裂过程，但很难观察到1微米或更小的微小变形。这次，我们使用了透射电子显微镜（TEM），可以在更高的放大倍数下进行观察，实时观察胶接失效的过程。这种观察需要使样品足够薄以便电子束能够通过。从铝合金（以下简称铝）的粘接样品上切下可以通过TEM观察观察的约100纳米的薄片，将其固定在配备有拉动样品两端的机构的样品支架上，通过在TEM观察下拉动样品的两端，成功地在纳米水平上实时观察了结合的破坏。
图1是捕获铝和环氧树脂粘合剂之间的粘合接头剥离瞬间的图像。图 1 的左上图显示，在用力将其从一侧拉到另一侧后，裂纹开始扩展。此时，高倍率照片显示，在裂纹扩展之前，粘合剂中已经出现了小应变（图 1 中的左下图 a）。该应变会导致微小裂纹（图1，顶部中央面板b），此外，在接合面处会产生微小空洞（图1，中央顶部面板c）。此后，当微小裂纹到达与铝的接合处时，它沿着接合面传播并与先前形成的微小空洞融合（图1，右上图），导致断裂。此时，可以确认破坏后铝侧残留有少量粘合剂（图1，右下图d）。作为被粘物的铝表面上的轻微不规则被认为与断裂行为有关，并且是粘合剂残留在被粘物表面某些地方的一个因素（图1，右下图d）。
用传统的微米级观察，不可能观察到这种现象在接缝或薄的残留粘合剂层附近进行。然而，这种 TEM 观察阐明了粘合剂粘合中的断裂起点是在粘合剂内部、在接合表面上还是在金属层上。通过澄清此类失效，可以为开发可有效提高接头耐久性的粘合剂和基材表面处理方法提供指导。
图1 电子显微镜下观察到的铝与粘合剂接合处裂纹尖端的断裂现象
（下排是上排的高倍图像，箭头表示裂纹尖端和生长方向）
未来，我们将通过模拟重现粘合接头失效现象的实时观察结果，继续阐明复杂粘合失效现象的机理。此外，根据所获得的知识，他们计划评估和演示粘合剂粘合的可靠性，包括提高粘合剂的耐久性和优化被粘物的表面处理。