| 研究概要 |
昨年度は脆性の金属間化合物のホウ化チタニウム(TiB_2)に強靭性ジルコニア(ZrO_2(2モル%Y_2O_3))を添加した複合材料を作製し,その機械的特性を評価した.今年度は窒化チタニウム(TiN)にZrO_2(2Y)を添加した二種類(試料A:ZrO_2(2Y)/TiN=40/60,試料B:70/30モル%)の複合材料を熱間静水圧プレス(HIP:1500℃-2h-196MPa)を用いて作製した.複合材料は粒径0.23umの正方晶ZrO_2(2Y)粒子と粒径1.5umのTiN粒子から構成された緻密な焼結体(相対密度【greater than or equal】99.5%)であった.電気抵抗率(p)は試料Aの金属的低抵抗率(p_A【product】x10^<-6> Ω・m)から試料Bの絶縁体的高抵抗率(p_B【product】x10^9 Ω・m)へと極端に変化した.なお,それぞれのpの値は「実効媒質理論(GEM)」に基づいて計算して得られた値と一致した.
機械的特性の破壊靭性値K_<IC>はそれぞれ10.1(試料A)と13.0MPa.m^<1/2>(同B)であり,三点曲げ強度は1040及び1180MPaの値が得られた.さらに試料AとBを積層した緻密な複合材料(A/B/A)を作製した.層に垂直方向に測った電気抵抗率p_⊥は【product】x10^9 Ω・m,層と平行に測定した抵抗率p_<//>は1x10^<-6> Ω・mであり,GEMに基づいて計算して得られた値p_<⊥(GEM)>【product】.73x10^9とp_<//(GEM)>【product】.95x10^<-6> Ω・mと一致した.次に各層内のK_<IC>の分布を調べるとA/B/Aの層の境界付近にA側では圧縮応力が,B側では引っぱり応力が誘起されており,K_<IC>の値とインデンテーションによって生じた圧コンの各四隅に発生したクラックの長さから評価した応力の大きさは約150MPaであった.
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