1986 Fiscal Year Annual Research Report
構造用セラミックスの高温衝撃破壊靱性値計測システムの開発
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60850020
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
坂田 勝 東京工大, 工学部, 教授 (90016296)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸本 喜久雄 東京工業大学, 工学部, 助手 (30111652)
松尾 陽太郎 東京工業大学, 工学部, 助教授 (70016608)
青木 繁 東京工業大学, 工学部, 助教授 (90016436)
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| Keywords | 構造用セラミックス / 動的破壊力学 / 高温衝撃破壊靭性 / 計測システム / 簡便式 / 炭化珪素 |
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| Research Abstract |
ガスタービンをはじめとする各種の高温機器の設計において、最近では1000℃を越す高温に耐える構造用材料がしばしば要求される。このような材料としてセラミックスガ注目されているが、高温における衝撃荷重に対する破壊靭性については不明な点が多い。
そこで、本研究では、まず、衝撃力の測定法およびマイクロコンピュータによるデータの動力学的処理などについて検討し、1300℃までの高温下でセラミックスの衝撃破壊靭性を正確かつ簡便に計測できるシステムを開発することを第1の目的とする。
また、本計測システムを用いて種々の構造用セラミックスの衝撃破壊靭性試験を実施し、破面を電子顕微鏡により詳細に観察して高温下におけるこれらの材料の衝撃破壊機構と衝撃破壊靭性の特性を明らかにすることを第2の目的とする。
本年度は、咋年度の研究に引き続き以下のような研究を行った。
1.高温下における衝撃破壊靭性値の計測システムを作成した。すなわち、円柱構を落重とし、円柱の下部が炉内の試験片を衝撃する際にも上部は炉外に出るようにしておき、上部に貼付したひずみゲージの出力波形をマイクロコンピュータで処理することにより衝撃破壊靭性値を計測するものとした。
2.1のデータ処理に必要な、動的応力拡大系数の簡便評価式を導出した。すなわち、試験片をき裂を有する梁としてモデル化し、両端自由支持の境界条件の下で解折し、評価式を求めた。精度を有限要素解折により確認した。その結果を日本機械学会講演会において発表した。
3.炭化珪素材の衝撃破壊靭性を室温から1200℃の範囲において測定し、温度によらず約6.2MN/【m^(3/2)】を得た。結果は、材料学会において発表予定である。
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