インパルス電子照射による超高温力学特性評価試験機の試作

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555502
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 馬越 佑吉 大阪大学, 工学部, 教授 (00029216)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 貴由 大阪大学, 工学部, 助手 (30243182) ; 柴柳 敏哉 大阪大学, 工学部, 助手 (10187411)
• Keywords: 電子線照射 / 超高温 / 耐熱材料 / 力学特性 / 変形 / 強度 / 破壊 / 金属間化合物

Research Abstract

1500℃〜2000℃で使用可能な超高温耐熱材料の力学特性測定のための材料試験機の試作を行なった。インパルス電子線照射のための加速電源とに耐高圧真空チャンバーの設計ならびに製作を行なった。このインパルス電子照射システムについてインパルス・コンデンサーによる定電流高速充電、電子照射を試み、高密度の熱電子の照射が可能であることを確認した。またフィラメント形状についても各種形状、材質を検討し、タングステン線0.2mm径で巻線状のものが良好であることが判明した。真空チャンバーは30kVの高電圧に耐え、到達真空度は5X10^6torrであった。この電子照射システムによる高温到達温度は2000℃であり、500℃分の高速加熱が可能であった。また、試験中の温度変動は±2℃以内に抑えることができた。
試料形状は2.5X2.5X8mm^3を用い、試料各部の温度勾配を抑えるため、タンタル管で保護した。その結果、試料全面に渡って温度差は3℃以内であった。試料と圧縮治具間の反応性を検討するため、治具としてインコネル、アルミナ単結晶ならびにSiCを使用した。TiAl試料についてはアルミナ単結晶が、また高融点シリサイドに関してはSiCが試料との反応性も少なく、良好な力学特性の評価が得られた。
加熱制御システム、検出方式についても検討し、PID制御電子エミッション・コントローラーの制御電流により温度特性評価を行なった。また高電圧アイソレーション/コンバータ-による計測電流/熱起電力特性の補正を行ない、自動温度制御システムを構築した。

Research Products

• [Publications] T.Nakano,E.Yanagisawa and Y.Umakoshi: "Effect of Addition of B-phase Stabilizing Elements(Nb,Mo and V)on plastic Behaviour of fiz Al single crystals." ISIJ Inter.35. 900-907 (1995)
• [Publications] Y.Umakoshi,T.Nakano,T.takezoe and E.Yanagisawa: "High Temperature Deformation of Eutectic CoSi/CoSi_2Alloys Grown by a Floating Zone Method." Mechanical Properties and Phase Transformations of Multi-phase Intermetallic Alloys(TMS). 171-179 (1995)
• [Publications] Y.Umakoshi,T.Nakano and H.Y.Yasuda: "The Role of Lamellor Structure in the Plastic Behavior of TiAl Alloys" Mechanical Properties and Phase Transformation of Multi-phase intermetallic Alloys(TMS). 151-169 (1995)