| 研究概要 |
金属間化合物基繊維強化複合材料の調製とその変形・破壊挙動の把握および金属間化合物の強度分布評価法の開発をめざして研究を進めた。主な研究成果は以下の通りである。
1.炭化珪素繊維はTiAlと反応し,TiC,Ti_2AlC,Ti_5Si_3等の化合物が形成されると共に繊維裏面自体に凹凸が形成された。これらの反応生成物や凹凸は複合材料強度を低下させた。特に凹凸部での応力集中が強度低下の主原因であることをつきとめた。
2.TiAlの早期破断は繊維に高い応力集中を与えるため,複合則で予測される複合材強度は達成できなかったが,破壊力学的アプローチおよびモンテカルロシミュレーションによる理論的検討の結果より界面接着強さを約250MPaにすれば複合則値に近い値を実現できることを見い出した。今後はこの理想的界面接着強さを実現するためのプロセッシング法の開発を進めたいと考えている。
3.複合材料中の金属間化合物の強さ分布は材料全体の力学時粒はもちろん機能性をも左右するのでその評価法の開発が要請されている。本研究では化合物の強さ分布を化合物の破断による機能特性の変化から評価する方法の開発を進めた。現存までに超伝導を示すNb_3Snの強さ分布をその破断による臨界電流密度低下から評価する方法をほぼ確立した。この方法はNb_3Snにかかる残留応力の計算値および上部臨界磁場や臨界電流の歪依存性のスケーリング則を用いて,破断効果と歪効果を分離するこによって強さ分布を求めるものである。973K,43.2klの熱処理で形成されたNb_3Snの平均強さは1GPa,変動係数0.1(ワイブル分布の形状係数では12に相当)であった。
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