ナノ粒子およびウィスカ-分散セラミックス系複合材料の高圧合成

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01420040
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岸 輝雄 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40011085)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長崎 千裕 東京大学, 工学部, 助手 (90180471) ; 相澤 龍彦 東京大学, 工学部, 助教授 (10134660) ; 立澤 清彦 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (70013729) ; 松原 秀彰 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (90167651)
• Keywords: セラミックス / セラミックス複合材料 / ホットプレス / ウィスカ- / 破壊靭性

Research Abstract

1.スペ-スプレ-ンの実用化などの目的に高温用セラミックスの開発が期待されているが、最大の課題はその脆性克服にある。本研究では、高温特性を維持したままで常温および高温での靭性が優れるセラミックス材料の開発を目的に、セラミックス・マトリックス中に異種のセラミックスの繊維、粒子およびウィスカ-を分散およびコ-ディングさせた焼結複合材料を、ホットプレス法およびイオンプレ-ディング法を用いて作製する手法を確立する。併せて、そのようなセラミックスの微視的組織および機械的性質の評価法についても検討し、高靭性セラミックス基複合材料を製造する原理を構築することを目的した。
2.最高加圧力10ton、最高温度約2200℃の能力を持つホットプレス装置を試作した。雰囲気は純Arまたは純N2の導入が可能となるようにした。このホットプレス装置を用いて、アルミナおよびムライトをマトリックスとし、SiC繊維およびSiCウィスカ-を複合させたセラミックス材料を作製した。作製条件を変えることにより、マトリックスとの界面せん断力を変化させた。これらの試料を試験片に加工して、ビッカ-ス圧子押込み法および単繊維引張り法により、界面せん断力の評価を行ないアルミナ基複合材料では10MPa〜100MPaの値をとることがわかった。また、曲げ試験片に加工して、4点曲げ強度および破壊靭性値を測定し、これらの力学的パラメ-タの関係を求めた。その試験の際のAE(アコ-スティック・エミッション)を測定することにより、それらの破壊過程を明らかにした。

Research Products

• [Publications] 岸輝雄,武田展雄,金炳男,鈴木健一: "セラミックスの動的破壊靭性" 日本セラミックス協会学術論文誌. 97. 1392-1397 (1989)
• [Publications] Y.Fukunaga,M.Enoki,T.Kishi and J.Kihara: "Dynamic Green's Function of Finite Media by Finite Difference Method" Journal of Vibration and Acoustics. 45. 45-52 (1990)
• [Publications] M.Enoki and T.Kishi: "Acoustic Emission Analysis during Indentation in Ceramic Matrix Composite" Research in Nondestructive Evaluation.
• [Publications] 岸輝雄,志波光晴: "ミクロの傷を追う" 丸善, (1989)