セラミックス繊維強化金属複合材料のキャラクタリゼーション

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61420040
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 井形 直弘 東大, 工学部, 教授 (00010744)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 康裕 東京大学, 生産技術研究所, 教務技官 (80182955) ; 幸野 豊 東京大学, 工学部, 助手 (70150282) ; 香山 晃 東京大学, 工学部, 助教授 (80092203)
• Keywords: 複合材料 / 炭化けい素繊維 / 界面構造 / 強度特性 / 照射効果 / 内部摩擦 / 電顕観察 / プリフォームワイヤ

Research Abstract

PCS-SiC/Al複合材料について以下の事項の検討を行ない、界面構造のキャラクタリゼーションについての問題点の摘出を行なった。
(1)プリフォームワイヤの特性を変動させる因子の摘出を行ない、製品特性の安定化の為の重要因子として界面での反応層の抑制の為に製造プロセスでの加熱を最少限度にとどめる事の有効性を明らかにした。(2)素材界面接合強度特性,曲げ強度特性,捻り強度等の測定を行ない素材界面の微視的構造との相関を明らかにする為、プリフォームワイヤ及びSiC単繊維の強度測定を行ない、室温で歪速度変化法による変形の活性化体積の比較を行なった。(3)TEM観察・X線回折より熱処理によるSiCの結晶化及び界面でのSiC結晶の生成等が示唆されており、熱処理による強度特性の劣化の機構が明らかとなった。更に、中性子照射による界面反応の抑制及び、SiCの微細な結晶化が認められ、強度特性とヤング率の向上との相関についても基礎的な理解が得られた。(4)SiC/Alの熱履歴又は照射歴に対応する微細構造の変化を明らかにする為、超高圧電顕内での組織変化"その場観察"も行ない、上述したモデルの妥当性を示した。(5)強制捩り法による内部摩擦測定により、界面・マトリックスからの内部摩擦を測定し、複合材料化に伴うマトリックスの結晶微細化及び繊維によるマトリックスの拘束効果のある事を明らかにした。この拘束効果は500C以上まで作用しており、SiC/Alの複合材料の高温強度の高さとも関連づけて理解された。現段階ではマトリックスの粒界ピークは明らかになっているが、界面に関連したピークについては現在検討中である。

Research Products

• [Publications] N.Igata;A.Kohyama et al.: MATERIALS SCIENCES FOR THE FUTURE. 1561-1570 (1986)
• [Publications] N.Igata;A.Kohyama;H.Tezuka: Composites'86:Recent Advances in Japan and the United States. 505-511 (1986)
• [Publications] N.Igata;A.Kohyama et al.: MATERIALS SCIENCE FOR THE FUTURE. (1987)
• [Publications] A.Kohyama;H.Tezuka;S.Saito: Journal of Nuclear Materials. (1987)
• [Publications] A.Kohyama;H.Tezuka;N.Igata: Proceedings of the 6th International Conference on Composite Materials. (1987)
• [Publications] A.Kohyama;S.Ohnuki;H.Takahashi: Journal of Materials Science. (1987)