高温材料開発のための新しい材料試験システムの試作とその応用

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555161
• Section: 試験
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 若島 健司 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (70016799)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 塚本 英明 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (30227376)
• Keywords: 走査レーザ測長システム / 高温動的ヤング率 / 内部摩擦 / 複合材料 / 擬弾性 / 耐熱材料 / 低サイクル疲労 / 熱疲労

Research Abstract

本研究は,走査レーザビーム(波長670nm)による“非接触サブミクロン変位計測"を特長とする新しい高温材料試験システムの試作に関するもので,筆者らがこれまでに開発した最高600℃の試験システムをベースとして,その温度領域の大幅な拡張を目指すものである.本年度の目標として,室温〜1100℃の温度域を設定し,そこでの高精度サブミクロン変位計測を実現すべく,一連の検討を進めた.特に,600℃以上でS/N比が漸増し,800℃近傍で突然計測不能となる原因は,加熱に伴う赤外線スペクトル分布の変化による受光部側の問題であることが判明し,可視光透過・熱線反射フィルターとスリットを組み合わせた新たな受光系を構成して対処した.また,ニッケル基耐熱合金(インコネル713C)による高温用の試験ジグ(引張・圧縮の両振り可能)を新たに設計・製作した.さらに,コンピュータ計測・制御系を一部改良し,適切な計測・制御条件について検討した.続く本システムの性能検証にあたっては,粉末焼結法で作製したNi-Al_2O_3系複合材料を供試体として,最大ひずみ振幅0.5×10^<-4>(ゲージ長さ40mmに対する最大変位振幅2±0.1μm)という最も厳しい微小変位計測が要求される動的ヤング率および内部摩擦の測定(正弦波応力負荷による応答ひずみの振幅および位相差の計測)を試みた結果,当初の目標である室温〜1100℃の温度域で満足なデータが得られることを確認した.
以上により,当初計画は概ね達成されたと判断し,次年度の目標温度域である室温〜1800℃に向けて,特に加熱炉の新たな設計等,一部の検討をはじめている.