超低周波超高温機械的分光法の開発とセラミックスへの応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650696
• Research Institution: OSAKA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 太田 健一 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (10150351)
• Keywords: 機械的分光法 / 内部摩擦 / セラミックス / 粒界 / ヘルムホルツコイル / アルミナ / ジルコニア / 高温

Research Abstract

超低周波機械的分光法に最も適したシステムとしてねじり振動型逆つり振り子を採用した。ねじり振動を与えるための駆動源として電磁石を用いるがソレノイド型の磁石では変位に対して一定の力を与えることができないのでヘルムホルツ型の電磁石を駆動用磁石として採用した。正確に発信された正弦波出力を高安定電力増幅器で増幅しそれをヘルムホルツコイルの駆動電源とする。この駆動電流と角度分解能1/1000ラジアンの角変位検出器でとらえた試験片の歪みを周波数特性分析器で解析しそれらの間の位相を計算する。周波数特性分析器の角度分解能は約1/6000ラジアンで比較的大きな内部摩擦を測定するには充分な制度である。この周波数特性分析器では0.0001ヘルツまでの位相計測が可能でその測定精度を活用するためにねじり振動系の振動ノイズを除去した。このようなシステムを作ることで0.0001ヘルツから3ヘルツまでの周波数レンジを持つ機械的分光法を確立した。2000度以上の超高温測定のために、これまで開発してきた超高温炉を組み込んだ。超高温炉からの輻射熱で磁石の安定性に大きな影響を与えることが予想されたので磁石に充分な熱遮蔽をすることで0.001ヘルツまでの測定が2500度までできるようになった。この装置の開発でアルミナ、ジルコニアの2000度付近における結晶成長過程や粒界粘性のダイナミクスが明らかにされた。

Research Products

• [Publications] G.Pezzotti.: "Chemistry and inherent viscosity of glass segregated at grain boundary of silicon nitride and silicon carbide ceramics"J.Non-cryst.Solids. 271. 79-87 (2000)
• [Publications] K.Ota: "Structure and viscosity of grain boundary in high-purity SiAION ceramics"J.Am.Ceram.Soc.,(2000). (印刷中).
• [Publications] K.Ota: "Grain-boundary viscosity of BaO-doped silicon carbide"J.Am.Ceram.Soc.,(2000). (印刷中).