| 研究課題/領域番号 |
06650778
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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 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
宮田 隆司 名古屋大学, 工学部, 教授 (20023228)
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| 研究分担者 |
田川 哲哉 名古屋大学, 工学部, 助手 (00216805)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1995年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1994年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
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| キーワード | 転がり疲労 / 摩耗 / 窒化珪素 / サイアロン / アルミナ溶射材 / 微小き裂 / モードIIせん断き裂 / 窒素珪素 / セラミックス / モードIIき裂 |
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| 研究概要 |
ばね負荷回転接触式セラミックス用転がり疲労試験機を試作し、窒化珪素セラミックス二種、及びサイアロン一種の転がり疲労試験を実施し、セラミックスの転がり疲労の機構、繰り返し速度の影響、疲労き裂進展の様相などについて検討した。さらに境界層にモリブデンを用いたアルミナプラズマ溶射材について転がり疲労試験を実施するとともに、ビンオンディスク方式の磨耗試験を行い、層間の剥離状況、転がり特性と磨耗特性の相関などについて調査、検討した。
転がり疲労については、三種のセラミックスとも顕著な転がり疲労挙動がみられ、ヘルツ接触応力の増大とともに疲労寿命は低下した。この中でサイアロンが最も高い転がり疲労強度を示した。窒化珪素については、破断部近傍、途中除荷した試験片いずれも接触表面直下200-300μmの、繰返しせん断応力が最大となる位置に表面に平行な方向に数μmの微小き裂が多数観察され、繰り返し数の増大にともなってこの微小き裂が成長していることを確認した。転がり接触のように圧縮とせん断が重畳した応力状態下では、繰り返し疲労を起こしにくいとされるセラミックスにおいても金属同様の疲労を起こすこと、それがモードIIせん断型の疲労き裂であることを明らかにした。また、繰返し速度の遅い方が疲労強度は高いという結果が得られた。
アルミナ溶射材においても顕著な転がり疲労挙動がみられ、転がり接触疲労試験が溶射材の強度評価試験となりうること、破壊はアルミナ層と中間のMo層の界面のすべりによって生じていることなどを明らかにした。摩擦磨耗特性は、溶射材、窒化珪素とも、速度、環境の影響を強く受けること、両材とも水環境中での高速磨耗に対しては優れた特性を示すことなどが明らかとなった。
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