| 研究課題/領域番号 |
02650054
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械材料工学
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
武藤 睦治 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (00107137)
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| 研究分担者 |
岡崎 正和 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (00134974)
田中 紘一 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (90143817)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| 研究課題ステータス |
完了 (1991年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1991年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1990年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
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| キーワード | セラミックス / 窒化けい素 / 疲労き裂 / き裂伝ぱ速度 / ブリッジング / 高温 / 応力腐食割れ / 応力波形 |
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| 研究概要 |
本研究で得られた結論を要約すると以下の通りである。
(1)窒化けい素のき裂伝ぱには、弱い粒界のマイクロクラッキングとそれに伴うブリッジングを生じており、静疲労に対し、繰返し疲労の伝ぱ速度が加速されているのは、主として繰返し変形によりブリッジングの破損・解消が促進されるためと考えられる。
(2)K_<max>一定の繰返し疲労き裂伝ぱ試験結果によると、一定のK_<max>値に保持されているにもかかわらず、伝ぱ速度は伝ぱとともに低下し、ついには停留した。ただし、Kレベルが高くK_<IO>値に近い場合には、伝ぱ速度は逆に速くなり、破断に至る。
(3)ブリッジングのある場合には、それがない場合に比べブリッジングによる応力遮蔽効果に相当する分だけき裂開口端変位が小さくなっていると考えられるので、実測した開口端変位からき裂先端応力拡大係数K_<tip>を求めた。上述のK_<max>一定試験でき裂が停留したときのK_<tip>はKレベルやき裂長さによらず一定値を示し、その値はK漸増試験の下限界におけるK_<tip>の値と一致した。
(4)すなわち、窒化けい素の疲労き裂伝ぱ挙動は履歴の影響を受け、伝ぱ速度は作用するK値により一意には決まらない。これは主としてブリッジングの形成によるものであり、その応力遮蔽効果を考慮したK_<tip>と伝ぱ速度の間には一意な関係がある。
(5)Si3N4ーAl203ーY203系窒化けい素とSi3N4ーAlNーY203系窒化けい素のき裂伝ぱ速度はほぼ一致しており、焼結助剤による相違は認められなかった。これは、両材の破壊靭性値K_<IC>に差がないので、粒界の強度にも差がなかったためと考えられる。
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