Si-Ti-C系高じん性複合セラミックスにおける添加物の役割

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06453082
• Research Institution: TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 井関 孝善 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016818)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮崎 広行 東京工業大学, 工学部, 助手 (30239389) ; 矢野 豊彦 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (80158039)
• Keywords: 炭化ケイ素 / 炭化チタン / 複合材 / SiC-TiC / Ti_3SiC_2 / 放電プラズマ焼結 / 強度

Research Abstract

高温でも強度、靭性が低下せず、耐酸化性もあるセラミックスを開発するために、主としてSiCを含む複合材料について研究を行い、次のような研究成果を得た。
1. 昨年度確立したシェブロンノッチ(CN)法により破壊靭性を測定し、以前、予き裂導入破壊試験(SEPB)法により得られた結果と比べ、室温ではほぼ同一であるが、高温ではCN法で測定した破壊靭性値の方がやや低かった。この原因は導入した予き裂が高温でヒーリングされたためと考えられる。
2. ホットプレス法により作製したSiC-TiC複合セラミックスにおいては、C含有量の多い試料は焼結しにくく、そのため密度が低く、室温における曲げ強さが低くなり、一方、試料のC含有量が不十分であると、高温における曲げ強さは、1400℃で最小値を示した。
3. SiC-TiC複合セラミックスの耐酸化性は、SiCよりは劣るが、TiCよりは向上した。
4. 昨年及び本年度の研究成果から、高温において曲げ強さが低下しないSiC-TiC複合セラミックスを作製するためには、化学量論組成に近いTiCを用い、放電プラズマ焼結を行う方法と、Bを焼結助剤として添加しホットプレス焼結する方法を提案した。

Research Products

• [Publications] Takashi OKANO: "Synthesis and Mechanical Properties of Ti_3SiC_2 Ceramic" Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 14A. 597-600 (1994)
• [Publications] 井関 孝善: "接合を理解するために" セラミックス. 30. 91-93 (1995)
• [Publications] 宮崎広行: "微小試験片によるセラミックスの強度評価" J. Ceram. Soc. Japan. 103. 177-181 (1995)
• [Publications] Xiaohua TONG: "Synthesis and High Temperature Mechanical Properties of Ti_3SiC_2/SiC" J. Mater. Sci.30. 3087-3090 (1995)