アルバイトのこと
実は今いくつかアルバイトをかけもちしている。その中の一つで、古い文書を整理したりするバイトをがある。私がやってるのは、すでに仕分けされた文書を電子データに打ち込むだけだからまあ簡単なものだ。自分のペースでやっていいし、周りの人も親切だから気に入っている。
古い文書を眺めているといろんなことを思う。とくに手書きで書かれた物などは、当時の人たちの息遣いが残っているような気がしてなんだか面白い。背表紙がボロボロになってたり、途中のページが破れてたりするのはご愛嬌だ。最初は読めなかった崩し字とか旧字体とかそういうのが、少しずつ読めるようになってきて嬉しい。なんというか、昔の人達は仕事で使う文章を筆で書いてたりして本当にすごいなと思う。
そういう文書を眺めてると平成の2桁年に作られた文書が少ないような気がする。多分書類は電子で作られて電子で保存されるようになったからだと思う。データベースの保存という問題は多分詳しい人が色々頑張ってるんだろうけど、じゃあ100年後も残ってるかと思うと懐疑的になってしまう。
紙には良いとこあるんだなってなんとなく思ってる今日この頃です。
単結晶材料と多結晶材料の力学的特性とその応用方法について
この記事は しむどん Advent Calendar 2017 6日目の記事です．
Too Long; Didn't Read
材料の特性を語る上で，結晶構造は非常に重要であり，殊に結晶のサイズは強度に関して支配的な要因になりうるということはよく知られた事実です． すなわち結晶サイズが小さい，多結晶材料は機械的に優れた特性を持ちます．しかしながら巨大な結晶から成り立つ単結晶材料も，工業用材料として実用されています．
はじめに
なんでこんなタイトルにしたのか自分でもよくわかりません． でもたまには誰にも需要のないような話をテキトーにやりたい時もあるでしょう． そんな気分でしむどんのアドベントカレンダーを汚しちゃってほんとごめんなさい．（そんなこと全く思ってないけど） ということで材料の話です． そんなに丁寧に書くつもりはないのでよくわからんという部分があれば質問してくれてもいいですし， 不正確な記述もかなり含まれると思われますので指摘するなりスルーするなりご自由におねがいします．
材料とは
材料ってなんなのって話をしだすと，それこそ分厚い本一冊の分量になっちゃうんでしょうけど， 私がいう材料とは機械やら何やらに使われる材料で，断りがない限りは金属材料のことを指します． 金属の他には樹脂材料やセラミクス材料等が使われることも多いですが， やはり金属のコストパフォーマンスにはかなわないため，実用される機会は少ないように思います． 日本には素晴らしい材料メーカーがたくさんあるのですが（），ニュースやらを見てるとこれからどうなるのかわかんないですよね． それはさておき，今回は金属材料の単結晶材料と多結晶材料について少しだけお話をしたいと思います．
結晶の大きさが小さくなれば材料は強くなる
常識として，結晶の大きさが小さくなれば材料は強くなると考えてください． つまり非常に小さな結晶が寄り集まってできた材料が素晴らしい特性を示すということです． 詳しく知りたい方はホールペッチの式で調べてみてください． 一言で言うと，多結晶金属の降伏応力は結晶粒径 -1/2 乗に比例します． ただ，実際に結晶粒が小さくても，組織のテクスチャーによって結果は変わってきますので留意しておいてくださいませ．
じゃあ一般的に使われる材料はそこまで結晶の大きさを気にしているのかというと，そうでもないような気がします． （いや詳しくは知らないからあんまり言い切れないけど） 特殊な用途で使われる材料の場合は，結晶の微細化という工程が入るため，強度は飛躍的に上昇します． わかりやすい例で言うと日本刀の鍛冶が，鍛冶場でトンテンカンテンしてるのは結晶粒の微細化の作業と言えます． 鉄の棒を叩いて伸ばして，それを二つ折りにしてまた熱するという操作を繰り返すことで，日本刀の組織は半分半分に微細化していくという塩梅ですね． またそのような加工を熱間鍛造とも言いますが，組織が鍛流線という縞模様のテクスチャに加工されますので，非常に良い特性を発揮するそうです． 逆の例を言うと，鋳造してそのまま使うような材料は非常にもろくて，引張強度も低く，おまけに穴が空いてたりするので強度が求められる部品には使うことができません． しかし鋳造材が歩留まりがよく，複雑な形状でも大量生産が可能であるため，安く複雑な形の部品がほしい時はよく使われる工法であります． 車のエンジンケースやホイールなどがそれに当たります．
じゃあ単結晶材料ってどう使うのか
多結晶材料のよさみたいなことをつらつら書いてきましたが，単結晶材料はそれ以上に凄い材料です． 単結晶材料はその名の通り，一つの結晶から材料が形成されているような材料です． 一つの結晶から成り立つような材料は，含まれる原子がすべて規則正しく並んでいるため，非常に強い光沢を持ちます． これはある方向に非常に強い反射を示すということです． 鏡の特性として，入射角と反射角は等しくなるという性質をみなさまはよく知っていると思いますが， 特定の原子列に対して光が入射し反射するため，つよい反射を示すようになります． このように単結晶材料というものは非常に偏った性質を示すようになります． 力学的に言うと，ある一定の方向には引張強度がものすごく高く，別の方向には弱くなったりします． このような特性を異方性と呼んでいます．
単結晶材料が使われる一例としては，パソコンを構成する上で一番大切と言えるパーツのCPUの基盤が単結晶のシリコンで出来ています．（いやシリコンは金属材料ではないんですけどね） シリコンは特定の元素を添加することで半導体となるという特性を持っています． また単結晶のシリコンは，特定の結晶方向にエッチング（腐食）が優先的に起こるという性質を持っていますので，原子一個レベルの精度で除去加工が可能であるという性質を持っています． そのため，巨大なシリコンの単結晶を作ることができればCPUの歩留まりもよく作成することができるので，単価も安くなっていくそうです．頑張って欲しいですね．
その他には蒸気タービンのブレードの材料にも単結晶材料が使われるというそうです． タービンは常に回っており，一定の方向に遠心力を受けます． そのとき高温多湿な環境に置かれるため，クリープ破壊が問題になるそうです． クリープ破壊とは高温状態で一定方向に荷重をかけ続けると小さな荷重でも破壊に至るという現象です． 単結晶材料はある方向には強いという性質を持っているため，適切な加工によりブレードを削り出せば，よい製品が作れます．
最後に
つらつらと駄文を書いてしまい申し訳ありません． ちょっと専門的になりすぎるかなと思って，いろいろ書かなかったことや勉強不足で言及できてない項目が多すぎてほんと恐縮ですけど，なんとか日程通りにこの記事を揚げることができて本当に良かったです． ここまで読んでくれた人は何人くらいいるんだろう． なにかありましたら私までこっそり教えてくれれば幸いです． メリークリスマス！！
アドベントカレンダー
このブログを立ち上げた動機は，アドベントカレンダーに参加したい！っていうただそれだけだった．けど，公開日時が決まってるとちょっとプレッシャーを感じるなぁ．ちゃんとやらないとな．
じつはこのブログ数名の人に読まれてるそうで，ほんとに恐縮ですわ．今日も短いけど，そんなかんじで．
金曜日
月末の金曜日はプレミアムフライデーだ．実感がないとみんな言いつつ話題に登ってるだけ，成功なんじゃないかとおもってる．
ところでニュースを見てるとひたすらブラックフライデーを連呼していた．アメリカとかでは年越しを控えるこの金曜日に小売店が黒字を計上するということでブラックフライデーと呼ぶらしいけど，日本とは全く関係ない話題だ．ブラックフライデーを連呼すれば景気が良くなるのならそれでいいけど，はたしてどうなんだろうなぁっておもう．
活性化エネルギー
化学変化はエネルギー準位の低い状態に落ち着くように生じる．でも世の中のすべての物質が酸化してるわけでもないし，単体の状態で存在する物質もたくさんある．なぜかというと，化学変化それ自体にエネルギーが必要だからだ．最終的なエネルギー収支がプラス（？）だったとしても，化学反応の時点でエネルギーが必要なのである．
坂の上にボールを置いたとしても，必ずしもボールは転がるとはかぎらない．それはボールと地面の間に生じている静止摩擦係数が，重力の力と釣り合っているからである．その釣り合いが何かの拍子に崩れると，ボールは坂の下まで止まることなく転がり続ける．
なにかが起こるには，その何かがおきる必然性の他に，口火を切るだけのエネルギーが必要なのだ．そんなエネルギーのことを活性化エネルギーという．活性化エネルギーがバリアとなって，物事はなかなか進まない．誰かが背中を押してあげないと，たとえそうなることが物理的に必然であっても，なにも起こらない．
手帳の楽しみ
文房具を眺めるのが好きだ。
ペンをみて色々妄想したりするのは楽しい。
そして年末は、来年の手帳をどうしようかなって悩む。
その時間が好きだ。
そしていざ買って、今年は色々書き込もうなんて思うんだけど、結局あんまり使わないのだ。
ちょっともったいないけど、まあそれでいいのだ。
デジタルにはない楽しみがあると思う。
