セラミックス基連続繊維強化複合材Sic/Sicの高温疲労損傷機構

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750105
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 朱 世杰 電気通信大学, 大学院・電気通信学研究科, 助教授 (60283032)
• Keywords: Sic / Sic / セラミックス基複合材 / 高温疲労損傷機構 / 疲労き裂発生 / 疲労き裂伝ぱ / クリープ / 繊維引き抜き / 界面剥離

Research Abstract

今年度の研究の主たる目的は、高温での疲労破壊過程のその場観察に基づき,高温疲労損傷機構を解明することであり、さらにそれに基づき材料開発ならびに疲労寿命評価法に対する提案等を行うことである。研究実績の概要が以下の通りです。
1. 走査型電子顕微鏡付き疲労試験機を用いた,高温疲労試験と疲労破壊過程のその場観察を行った。高温疲労き裂発生・伝ぱの挙動を詳細に観察した。
2. 繊維とマトリックスの界面剥離とその後の界面すべりに伴うブリジング繊維の破壊を調査した。
3. 疲労試験中に連続的に計測したヒステリシスループから剛性率を求めるとともに、それと界面すべり抵抗の低下との関係、微視的損傷の進行との関係について検討した。
4. Enhanced SiC/SiCとHi-Nicalon/SiC複合材の疲労破壊過程のその場観察も行った。それらの材料は高温で疲労クリープ強度が非常に高いだけど、室温でStandard SiC/SiCと同じような疲労性質を示した。
5. 疲労破壊挙動を説明し得る疲労損傷モデルを提案した。また、その提案モデルに基づく疲労寿命の推定を試みた。さらに、SiC/SiC複合材の信頼性向上のための材料設計指針について検討した。
6. 研究結果のまとめて、三つ論文を発表し、二つ論文を発表予定した。また,二つ論文を準備中。

Research Products

• [Publications] 朱世杰(Shijie Zhu)等: "Creep and fatigue behavior of Hi-Nicalon SiC/SiC composite at high temperatures" J.Am.Ceram.Soc.82・1. 117-128 (1999)
• [Publications] Shijie Zhu 等: "Creep and fatigue behavior of Enhanced SiC/SiC composite at high temperatures" J.Am.Ceram.Soc.81・9. 2269-2277 (1998)
• [Publications] M.Mizuno,S.Zhu 等: "Stress,strain and elastic modulus behavior of SiC-fiber/SiC composites during creep and cyclic fatigue tests" J.Euro.Ceram.Soc.18. 1869-1878 (1998)
• [Publications] Shijie Zhu 等: "Monotonic tension,fatigue and creep behavior of SiC-fiber rinforced SiC matrix composites(Review)" Comp.Sci.Tech.59. (1999)
• [Publications] 朱世杰: "繊維複合セラミックスの疲労およびクリープ特性" まてりあ. 38・5. (1999)