超高温変位計の試作とこれを用いたセラミックスの高温クリープ・疲労寿命予測法の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555034
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 幡中 憲治 山口大学, 工学部, 教授 (60026193)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北岡 隆 島津製作所(株), 試験計測事業部, 技術部エンジニア ; 大木 順司 山口大学, 工学部, 助手 (80223965)
• Keywords: 超高温変位計 / セラミックス / 微小繰返し変位 / 閉ループ型電気油圧式疲労試験機 / 高温クリープ・疲労寿命

Research Abstract

これまでに、金属材料を用いて設計・製作してきた変位計の設計を基本として、改めて炭化けい素を主体とした変位計を設計・試作した。これは、1000℃〜1400℃の試験温度下で0.1μmの精度でセラミックスに生じる変位を検出し得る性能を有する。また、本年度新たに容量50kNの閉ループ型電気油圧式疲労試験機を購入した。そして、これに既設の試験片固定用治具と電気炉を装着し、1000℃〜1400℃の高温下でセラミックス試験片に任意の応力・ひずみ波形を任意の繰返し周波数で付与し得る疲労・クリープ試験システムを構築した。このとき、試験片に負荷する任意の応力・ひずみ速度の応力-ひずみ波形はパーソナルコンピュータにより発生させ、この出力をD-A変換器を通して上記閉ループ型電気油圧式疲労試験機に入力する。
本年度新たに、主として炭化けい素を用いて製作した上記超高温対応型変位計を本年度新たに構築した閉ループ型電気油圧式疲労試験機に装着し、室温下で変位計の性能と試験機の性能を検証した。その結果、試験機は所期の性能を有し、製作した変位計はセラミックスに生じる0.6Hzの周波数の微小繰返し変位を0.1μmの精度で検出し得ることがわかった。
次年度においては先ず、1000℃〜1400℃の高温下での変位計の性能を検証する。加えて、問題点を抽出し不都合な点に改良を加えることにより超高温変位計の完成を目指す。

Research Products

• [Publications] 幡中憲治: "常圧焼結窒化けい素セラミックスの突起部付高温引張クリープ試験片の最適設計" 日本機械学会論文集A編. 63・613. 2045-2051 (1997)
• [Publications] Kenji Hatanaka: "Cyclic Fatigue and Dynamic Creep Properties of Sintered Silicon Nitride Ceramics at Elevated Temperatures" Proc.5th Japan International SAMPE Symposium. 557-568 (1997)