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レイヤードセラミックス複合材料の高信頼性化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 08455317
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関東京大学

研究代表者

榎 学  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

研究分担者 森 久史  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (10302788)
岸 輝雄  工業技術院, 産業技術融合領域研究所, 所長(研究職) (40011085)
金 炳男  東京大学, 先端科学技術センター, 助手 (50254149)
岸 輝男  工業技術院産業技術融合領域研究所, 所長
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
1998年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1997年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1996年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードセラミックス / 複合材料 / 積層材料 / 信頼性 / 破壊靭性 / R-カーブ
研究概要

セラミックスは、高温強度、耐腐食性を有する優れた材料であるが、その本質的な脆性・低靭性がその応用にあたっては問題となっている。本研究では、積層化という手法を用いることにより、その破壊靭性を改善し、構造材料として実用化に耐えうる材料の開発を目指している。
セラミックス/セラミックス及びセラミックス/ガラス系の積層材料を作製し、その力学的特性を測定するとともに、その際の微視破壊過程の解明を行った。その結果、層厚および界面強度を最適化することにより、靭性の改善が可能であることが示された。
しかし、より大きな破壊靭性値を得る点において、脆性材料同士の組み合わせには限界があることが同時に示されたので、本年度はセラミックス/金属系のセラミックス材料の開発および力学的特性の解明について研究を行った。
用いた材料は、アルミナおよびアルミニウムからなる材料である。まずアルミナ粉末をボールミルにより混合しスラリーを得、さらにテープキャスティング法により、アルミナシートを作製した。そのアルミナシートをアルミニウム箔と交互に積層し、真空拡散法によりアルミナ/アルミニウム積層材料を作製した。
その材料のき裂進展抵抗曲線を求めると、アルミナ単体に比べて5倍以上の値となった。また、その際のRカーブ曲線を、アルミニウムの応力ひずみ曲線を用いて、理論的に予測することが可能となった。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] B.-N.Kim,M.Watanabe,M.Enoki and T.Kishi: "2-Dimensional Simulation of Crack Propagation in Al_2O_3 Matrix Composites Dispersed with SiC Particles" Key Engineering Materials. 127-131. 1153-1158 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Tohyama,B.-N.Kim,M.Enoki and T.Kishi: "Oxidation Behavior of Si-Ti-C-O Fiber Bonded Ceramics" Key Engineering Materials. 145. 919-924 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Watanabe,B.-N.Kim,M.Enoki and T.Kishi: "Simulation of Crack-Propagation with Microcracking in Al_2O_3 Particle-Dispersed SiC Composites" Key Engineering Materials. 145. 925-930 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.-N.Kim,M.Watanabe,M.Enoki and T.Kishi: "Simulation of Fracture-Behavior in Particle-Dispersed Ceramic Composites" Engineering. Fracture Mechanics. 59(3). 289-303 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.O.Nandy,N.Tohyama,B.-N.Kim, M.Enoki,S.Schmauder and T.Kishi: "Finite Element Method Simulation of Transverse Bridging in Fiber Reinforced Composites" Journal of the Ceramic Society of Japan. 106(10). 968-973 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Tohyama,M.O.Nandy,M.Enoki,S.Schmauder and T.Kishi: "Effect of Temperature and Oxidation on the Interface Shear Properties of Si-Ti-O Fiber-Bonded Ceramic Composites" Journal of the Ceramic Society of Japan. 107(1). 1-7 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.-N.Kim, M.Watanabe, M.Enoki and T.Kishi: "2-Dimensional Simulation of Crack Propagation in Al_2O_3 Matrix Composites Dispersed with SiC Particles" Key Engineering Materials. 127-131. 1153-1158 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Tohyama, B.-N.Kim, M.Enoki and T.Kishi: "Oxidation Behavior of Si-Ti-C-O Fiber Bonded Ceramics" Key Engineering Materials. 145. 919-924 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Watanabe, B.-N.Kim, M.Enoki and T.Kishi: "Simulation of Crack-Propagation with Microcracking in Al_2O_3 Particle-Dispersed SiC Composites" Key Engineering Materials. 145. 925-930 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.-N.Kim, M.Watanabe, M.Enoki and T.Kishi: "Simulation of Fracture-Behavior in Particle-Dispersed Ceramic Composites" Engineering Fracture Mechanics. 59 (3). 289-303 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.O.Nandy, N.Tohyama, B.-N.Kim, M.Enoki S.Schmauder and T.Kishi: "Finite Element Method Simulation of Transverse Bridging in Fiber Reinforced Composites" Journal of the Ceramic Society of Japan. 106 (10). 968-973 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Tohyama, M.O.Nandy, M.Enoki, S.Schmauder and T.Kishi: "Effect of Temperature and Oxidation on the Interface Shear Properties of Si-Ti-C-O Fiber-Bonded Ceramic Composite" Journal of the Ceramic Society of Japan. 107 (1). 1-7 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.-O.Nandy, N.Tohyama, B.-N.Kim, M.Enoki, S.Schmauder and T.Kishi: "Finite Element Method Simulation of Transverse Bridging in Fiber Reinforced Composites" Journal of the Ceramic Society of Japan,. 106・10. 968-973 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Tohyama, M.-O.Nandy, M.Enoki, S.Schmauder and T.Kishi: "Effect of Temperature and Oxidation on the lnterfaciai Shear Properties of Si-Ti-C-O Fiber-Bonded Ceramic Composites" Journal of the Ceramic society of Japan. 107・1. 1-7 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 遠山暢行、 金 炳男、 榎 学、 岸 輝雄: "Si-Ti-C-O繊維結合型セラミックスの高温酸化機構" 日本セラミックス協会学術論文誌. 102・2. 147-152 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 金 炳男, 渡辺 誠, 榎 学, 岸 輝雄: "Sic粒子分散Al_2O_3複合材料におけるき裂進展経路のシミュレーション" 日本機械学会論文集. A63. 46-52 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] B.-N.Kim, M.Watanabe, M.Enoki and T.Kishi: "2-Dimensional Simulation of Crack Propagation in Al_2O_3 Matrix Composites Dispersed with SiC Particles" Key Engineering Materials. 127-131. 1153-1158 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Fujita.M.Enoki and T.Kishi: "Microfracture Analysis of Sic Reinforced Glass COmposites by Acoustic Emission." Materials Transactions,JIM. 37. 776-781 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Katsukawa,B.-N.Kim,M.Enoki and T.Kishi: "Evaluation of Subcritical Crack Growth in SiC Particle Reinforced Al_2O_3 Composites." Materials Transactions,JIM. 37. 1143-1147 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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