「亀裂治癒+過負荷試験」による構造用セラミックス部品の品質保証法確立

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555030
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 安藤 柱 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40017992)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 繁美 日本発条(株), 研究開発室, 室長 ; 秋 閔ちょる 横浜国立大学, 工学部, 講師 (80293174) ; 遠藤 孝雄 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40018007) ; 小林 康良 日本発条(株), 研究開発室, 研究員
• Keywords: セラミックス / 窒化けい素 / 炭化けい素 / 亀裂治癒 / 過負荷試験 / 強度 / 熱処理 / 品質保証

Research Abstract

構造用セラミックスは高強度ながら耐熱性に優れ、近年、ガスタービン等高温機器材料として応用されつつある。しかしながら、欠陥感受性が高いことから信頼性に乏しい。これがセラミックスの実用化を妨げる大きな原因である。我々は、この問題を克服する一つの方法として「亀裂治癒処理」を提案し、窒化ケイ素、炭化珪素やムライト/SiC複合セラミックスに適用し、亀裂治癒部が高温においても母材以上の強度をもっていることを証明した。しかし、この方法は表面亀裂には有効な方法であるが、内部にある欠陥まで治癒することが出来ない欠点がある。そこで、セラミックスの信頼性を確実に向上させる方法として「亀裂治癒処理+過負荷試験」を提案し、内部欠陥は過負荷試験で、表面欠陥は亀裂治癒処理で除去することにした。この方法を窒化けい素セラミックスばねに適用した結果、この部品の信頼性を大幅に向上することに成功した。このことから、我々が提案した「亀裂治癒処理+過負荷試験」法はセラミックスの品質保証に非常に有効な方法であると判断する。

Research Products

• [Publications] Jan Korous 外3人: "Crack Healing Behavior of Silicon Carbide Ceramics"J.Am.Ceram.Soc.. 83・11. 2788-2792 (2000)
• [Publications] F.Yao 外3人: "Crack-healing behavior, high temperature and fatigue strength of sic-reinforced silicon nitride composite"J.Mat.Sci.Lett.. 19. 1081-1083 (2000)