電子顕微鏡による接着界面の可視化と接着メカニズム解析

摘要

接着剤やコーティング材の高性能化、さらに被着体の表面改質ゃ新しい接合技術の開発により異種材の高い接合が可能となっているが、その背後にあるメカニズムは十分に解明されたとはいえない。また、実用に供されているほとhどの材料は単一素材で構成されることは希であり、複数の素材がさまざまなスケールで混在する不均一構造を有する。そのため材料内部にはうもれた界面が存在し、界面が物性を支配し、破壊や不良の起因となることも多い。接着接合の耐久性·安全性を実証するためには、界面の解析とメカニズムの解明が重要な課題であるが、メカニズムを語る前に、「接着界面」とは何かを明確にする必要がある。「界面」は材料のみならず、電子デバイス、触媒、コロイド化学などあらゆる場面で扱われる。多くの場合、分子·原子レベルでの相互作用が議論されるが、「接着界面」は、他の界面とは異なる側面を有する。接着メカニズムを議論する上で取り扱うべき界面とは、被着体、接着剤のバルクと異なる構造·物性を有する領域であり、被着体の表面処理や接着剤の硬化過程で形成する。単純に異種材が接触する2次元の”interface”ではなく、3次元の広がりをもつた領域であるため、”interphase”と呼ぶことができる。この様 な考え方は、約30年前に提唱されているが'、必ずしも広く認識されていないようである。