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フェイルセーフの概念に基づくハイブリッド型セラミック基複合材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 05302049
研究種目

総合研究(A)

配分区分補助金
研究分野 複合材料・物性
研究機関東京大学

研究代表者

岸 輝雄  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40011085)

研究分担者 横堀 寿光  東北大学, 工学部, 助教授 (00124636)
高橋 清  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (10010795)
肥後 矢吉  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (30016802)
榎 学  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)
新原 晧一  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (40005939)
研究期間 (年度) 1993 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
21,900千円 (直接経費: 21,900千円)
1995年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1994年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
1993年度: 11,400千円 (直接経費: 11,400千円)
キーワードセラミックス / 強度 / 破壊靭性 / ハイブリッド型複合材料 / ナノ粒子分散複合材料 / 微細構造制御 / フェイルセーフ / ナノコンポジット / ハイブリッド複合材料 / 破壊 / 破壊靱性 / 力学的特性
研究概要

セラミックスの強度、破壊靭性を目指した微細構造の制御には粒子分散による複合化が有効な方法であり、最近セラミックスの力学的特性の向上を目指したナノ粒子分散によるナノ複合材料に関する研究が進められている。今年度は、3種類のアルミナセラミックス基ハイブリッド型のナノ粒子分散によるナノ複合材料について、分散相のナノ化のメカニズムやナノ粒子の粒内分散による微細構造の制御効果を検討した。
(1)Al_2O_3/5vol%SiCナノ粒子分散複合材料:
微粒子のSiCはアルミナの粒内に存在するのに対し、より大きいSiCはアルミナの粒界に存在した。また、ナノ分散化過程はマトリックスの緻密化の程度と密接な関係があり、焼結が進むにつれてアルミナ粒界の移動によってアルミナの粒径が安定な大きさになり、分散SiCは粒内気孔のようにマトリックス内部に取り込まれていることがわかった。ナノ粒子分散により、強度、破壊靭性ともに向上した。
(2)Al_2O_3/SiC/YAGハイブリッド複合材料:
ミクロンサイズのYAG粒子とナノサイズのSiC粒子からなる等軸構造のAl_2O_3/SiC/YAGハイブリッド複合材料を製造することに成功した。アルミナの粒成長は抑制され、均質な微細構造が達成され、これにより力学的特性の向上が達成された。
(3)Al_2O_3/LaAl_<11>O_<18>複合材料:
繊維状に細長い強化相をもつ複合材料を製造した。強度、破壊靭性ともに強化相の体積含有率の増加とともに増加した。とくに破壊靭性は強化相のアスペクト比の増加とともに増加した。強化相による架橋およびクラックの偏向が高靭性化に寄与している。

報告書

(4件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] 横堀寿光: "短繊維強化高分子複合材料の疲労損傷形態と破壊過程" 日本材料強度学会誌. 29. 113-120 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K Honda: "Analysis of Shear Stress Distribution in Pushout Process of Fiber-Reinforced Ceramics" Acta Metal Mater. 43. 1477-1487 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 蔭山健介: "セラミックス粒子分散ガラス基複合材料における第二層粒子による微視破壊過程の変化" 日本金属学会誌. 59. 140-144 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hirano: "Microstructure and Mechanical Propertiesot Si_3N_4/SiC Composites" Materials Letters. 22. 249-254 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Takeda: "Micro-Peformation and Damage Analysis of CFRP Laminates by Micro-Grid Mehods" Rroc.4th Japan.Lnt.SAMPE symp.SAMPE Japan. 921-926 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 榎学: "AEによる粒子分散ガラス基複合材料の微視破壊評価" 第10回アコースティック.エミッション総合コンファレンス論文集. 219-224 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hirano and K.Niihara: "Microstructure and Mechanical Properties of Si_3N_4/SiC Composites" Materials Letters. 22. 249-254 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hirano, T.Kusunose, K.Niihara and T.Ohji: "High Temperature Creep Behavior of Nano-Size SiC Particulate Dispersed Si_3N_4 Nanocomposites" Proc.4th Japan Int.SAMPE Symp.380-385 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Honda and Y.Kagawa: "Analysis of Shear Stress Distribution in Pushout Process of Fiber-Reinforced Ceramics" Acta Metall.Mater.43 (4). 1477-1487 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kosaka, N.Takeda and C.Miyasaka: "Performance Simulation of High-Resolution Scanning Acoustic Microscopy for Transverse Crack Detection in CFRP Laminates" Composites '95 : Recent Advances in Japan and the United States, JSCM,Tokyo. 311-318 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Takeda, H.Niizuma and S.Ogihara: "Micro-Deformation and Damage Analysis of CFRP Laminates by Micro-Grid Methods" Proc.4th Japan Int.SAMPE Symp., SAMPE Japan, Tokyo. 921-926 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kageyama, M.Enoki and T.Kishi: "Mechanical Properties of Alumina Particulate and Platelet--Reinforced Glass Composites with a Crystalline Phase at the Interface" J.Ceram.Soc.Japan. 103 (3). 205-210 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 横堀寿光: "短繊維強化高分子複合材料の疲労損傷形態と破壊過程" 日本材料強度学会誌. 29. 113-120 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K. Honda: "Analysis of Shear Stress Distribution in Pushout Process of Fibet-Reibforced Ceramics" Acta Metall Mater. 43. 1477-1487 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 蔭山健介: "セラミックス粒子分散ガラス基複合材料における第二層粒子による微視破壊過程の変化" 日本金属学会誌. 59. 140-144 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T. Hirono: "Microstructure and Mechanical Properties of Si_3N_4/SiC Composites" Materials Letters. 22. 249-254 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N. Takeda: "Micro-Deformation and Damage Analysis of CFRP Laminates by Micrc-Grid Methads" Rroc.4th Japan INT. SAMPE Symp. SAMPE Japan.921-926 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 榎 学: "AEによる粒子分散ガラス基複合材料の微視破壊評価" 第10回アコースティック、エミッション総合コンファレンス論文集. 219-224 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Enoki: "Stochasic Microfracture Process of Ceramics" Materials Science and Engineering. A176. 289-293 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] B.K.Jang: "Fabrication and Microstracture of Al_2O_3-SiC-YAG Hybrid Composites Prepared by Particulate Dispersion" The Journal of the American Ceramic Society. 76. 1375-1376 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 向後保雄: "異方性複合材料中におけるZrO_2粒子の相変態による高靱化の解析" 日本金属学会誌. 58. 8-14 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 志波光晴: "アコースティック・エミッションの放射形式計測によるアングルプライCFRP積層板の微視割れモード評価" 日本複合材料学会誌. 20. 99-107 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 張 炳國: "ナノSiC粒子分散によるAl_2O_3セラミックスの微細組織の制御" 日本セラミックス協会学術論文誌. 102. 863-867 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 津田 浩: "SiC繊維強化ガラスの破壊過程の解析" 日本金属学会誌. 58. 1393-1400 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] N.Takeda et al.: "Microscopic Fatigue Damage Tolerance of CFRP Cross-Ply Laminates" Proc.3rd Japan Int.SAMPE Symp.1. 433-438 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kagawa et al: "Measurement of Interfacial Shear Stress by Push-in Technique in SiC-LAS Matrix Composite" Proc.3rd Japan Int.SAMPE Symp.1. 537-541 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Enoki et al.: "A Stochastic Process Approach to Fracture Process of SiC Fiber-Reinforced Glass Composites" Proc.3rd Japan Int.SAMPE Symp.1. 542-546 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] N.Takeda et al.: "Damage Progress Modeling of SiC Fiber Reinforced Brosilicate Glass Matrix Composites" Proc.3rd Japan Int.SAMPE Symp.1. 553-558 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kishi et al.: "Microstructure and Toughening Mechanism of TiB_2-ZrO_2 Composites" Proc.3rd Japan Int.SAMPE Symp.1. 630-635 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Enoki et al.: "Processing and Mechanical Properties of Alumina-Based Hybrid Composites by Particulate-Reinforcemene" Proc.3rd Japan Int.SAMPE Symp.1. 651-656 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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