フラクトエミッション解析法に基づくh-BN系新複合材料の粒界/界面制御法の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555204
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 松尾 陽太郎 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016608)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安田 公一 東京工業大学, 工学部, 助手 (20191306) ; 福長 脩 東京工業大学, 工学部, 教授 (20199251)
• Keywords: セラミック複合材料 / 粒界 / 界面制御 / h-BN / フラクトエミッション

Research Abstract

フラクトエミッション解析法を用いて粒界/界面の制御を行うことにより、C/C複合材料より遥かに耐酸化性に優れた高強度・高靱性長繊維強化セラミック複合材料を開発することを目的としており、本年度は以下の実績をあげている。
(1)主要設備である「フラクトエミッション解析装置」の整備を行った。本装置は試料室となる高真空チャンバー内に電子、光子を検出できるプローブおよび曲げ試験装置が装着されており、超高真空を実現できる。
(2)実験試料として用いるhBN系複合セラミックスに関する開発研究を行い、hBN粉に窒化ケイ素粉、シリカ粉、イットリア粉を所定量(40wt%)添加し、1800℃の高温で焼結すると最も緻密なマトリックス複合材料が得られることを見いだした。
(3)上記hBN複合材料をマトリックスとする炭素繊維強化複合材料を作製し、常温〜1600℃までの強度を測定した結果、本複合材料の強度は1600℃まで上昇を続け、1600℃での強度は常温のそれの2倍、350MPaに達することを見いだした。この現象は主として界面の特殊な状態によると考えられ、その説明モデルを提案した。
(4)以上で得られ結果から、主として界面制御を中心とする作製条件のさらなる最適化を計り、常温強度の大幅改善に成功した。

Research Products

• [Publications] Sang-Dong KIM: "Evaluation of High-temperature Properties of Cf/hBN Composites" Proc.of the 12th Japan-Korea Seminor on Ceramics. 425-428 (1996)
• [Publications] 関口 豊: "き裂と分散粒子の相互作用とその場観察" セラミックス基礎討論会予稿集. IA-2. 4-5 (1996)
• [Publications] 松尾陽太郎: "微小引張り試験片を用いたセラミックスの界面破壊じん性評価" 第4回機械材料・材料加工技術講演会予稿集. 151-152 (1996)
• [Publications] 田中 諭: "CICコンポジットの引張りおよび層間せん断破壊エネルギーと黒鉛化度" 日本セラミックス協会1996年会講演予稿集. 3B03. 478- (1996)
• [Publications] 石本 卓二: "BおよびCを焼結助剤に用いた高強度hBNの作製" 日本セラミックス協会第12回関東支部研究発表会. 1B15. 34- (1996)
• [Publications] 安田 公一: "Introduction to Fractoemission" 第34回炭素材料に関する夏季セミナー予稿集. 76-87 (1996)