| 研究概要 |
1.局所破壊靭性に関する理論解析とその実験的検証
等価介在物法を用いて,第2相介在物による弾性不均一性や残留熱応力がき裂進展開始時の砂壊靭性に及ぼす影響について理論解析を行った。また,多結晶ムライトにアルミナ粒子やジルコニア粒子を分散させた高靭性複合セラミックスを用いて,理論解析の妥当性を実験的に検証した。
2.高靭性複合セラミックスの微視的き裂進展挙動のその場観察
ガラス,多結晶マグネシア,多結晶アルミナ,C/Cコンポジットの微視的き裂進展挙動のその場観察を行った。ガラスでは,き裂先端に針状の変形領域が観察され,プロセスゾーンが従来考えられているような形状でない可能性が示唆された。多結晶マグネシアでは,負荷時だけでなく除荷時にも顕著なき裂進展が観察され,多結晶マグネシアの繰り返し疲労挙動を説明することができた。多結晶アルミナでは,微視的き裂進展過程にマルコフ性が存在することを見い出すことができた。C/Cコンポジットでは,界面はく離・繊維架橋・繊維引き抜きの過程を直接観察することができた。
3.高靭性複合セラミックスの局所破壊靭性の評価
局所破壊靭性の変動を評価するために,き裂進展過程での荷重緩和曲線を測定した。その結果,荷重緩和曲線から局所破壊靭性を求めるには,微視的き裂進展過程でのマルコフ性を考慮した解析が必要であることがわかった。そこで,粒径の異なる多結晶マグネシアや多結晶アルミナ,あるいは粒子分散強化多結晶マグネシアの破壊靭性と粒内破面率について検討することにより,粒内破壊靭性と粒界破壊靭性を定量的に評価することができた。
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