セラミックスの高靭化に関する基礎的研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61470073
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 西田 俊彦 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (30027809)
• Keywords: セラミックス / 複合材料 / 破壊靭性 / 耐火物 / 高靭化 / Rー曲線 / 線形破壊力学 / 弾塑性破壊力学

Research Abstract

セラミックスの破壊靭性Kicは,クラック先端のプロセスゾーンでのエネルギー吸収機構の調節によって大きく変化させることができる. 高靭化されたセラミっクスが巨視的にも弾塑性体的な挙動を示し易いのは,この理由による. そしてそれらのセラミックスでは,クラックの追展開始と伝播の過程とでクラック進展抵抗が異なり,Kicの物理的意味も不明確となり易い. 本年度の研究では,複雑な組織制御によって高靭化が達成されてきた耐火物や不定形耐火モルタルを取り上げ,その破壊現象を弾塑性破壊力学的手法で整理することを試みると共に,本的的には線形弾性体と考えられてきたエンジニアリングセラミックスの高温での破壊靭性や有効破壊エネルギー評価上の問題点を検討した.
シャモット質,グラファイト質の耐火レンガの破壊過程を非線形破壊力学的に解析し,上昇型のRー曲線挙動を観察すると共に,その結果を耐火物特有の組識と組成とに関係付けて解釈した.
耐火モルタルにアランダム粉やグラスファイバーを混入したモデル複合材料を作り,添加物の形状と破壊挙動との関係を整理した.
アルミナ,炭化ケイ素などの高強度セラミックスの破壊靭性,有効破壊エネルギー,ヤング率,硬度を広い温度範囲にわたって測定し,その温度依存性を焼結体の微視的構造と関連付けて説明し,これらのセラミックスの力学特性評価法として定着している線形破壊力学的手法の問題点を指摘した.

Research Products

• [Publications] 西田俊彦: 材料科学.
• [Publications] 西田俊彦: 日本セラミックス協会学術論文誌.
• [Publications] 西田俊彦: 日本セラミックス協会学術論文誌.
• [Publications] 西田俊彦: 耐火物.
• [Publications] 西田俊彦: "高性能無機材料の先端的技術開発の現状と将来" 日本産業技術振興協会, 201 (1987)