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「亀裂治癒+過負荷試験」による構造用セラミックス部品の品質保証法確立

研究課題

研究課題/領域番号 11555030
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

安藤 柱  横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (40017992)

研究分担者 遠藤 孝雄  横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (40018007)
秋 みんちょる (秋 閔ちょる)  横浜国立大学, 工学研究院, 講師 (80293174)
高橋 宏治  横浜国立大学, 工学研究院, 助手 (90334630)
佐藤 繁美  (株)日本発条, 研究開発室, 室長
小林 康良  (株)日本発条, 研究開発室, 研究員
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1999年度: 9,600千円 (直接経費: 9,600千円)
キーワードセラミックス / 窒化けい素 / ムライト / 亀裂治癒 / 過負荷試験 / 強度 / 熱処理 / 品質保証 / 炭化けい素 / 内部欠陥 / 疲労 / クリープ / 温度依存性
研究概要

構造用セラミックスは比強度が高く耐熱性及び耐食性に優れ、近年、ガスタービン等高温機器部材として応用されつつある。しかしながら、破壊靭性が低いことから欠陥感受性が高く信頼性に乏しい。これがセラミックスの実用化を妨げる大きな原因である。我々は、この問題を克服する一つの方法として「亀裂治癒なる方法」を提案し、窒化けい素、炭化けい素、アルミナ及びムライトセラミックスに適用した。その結果、亀裂治癒能力が優れた材料では、亀裂治癒愈部が1000℃以上の高温においても母材部以上の強度を有することを実験的に証明した。しかしながら、この方法は表面に存在する亀裂や加工欠陥を治癒するには有効な方法であるが、内部にある欠陥まで治癒することが出来ない問題点がある。そこで、セラミックス部品の信頼性を確実に向上させる方法として「亀裂治癒+過負荷試験」法を提案し、内部欠陥は過負荷試験で、表面欠陥は亀裂治癒処理で除去することにした。この新しい方法を窒化けい素セラミックスに適用した結果、この部品の信頼性を大幅に向上することに成功した。このことから、我々が本研究で提案した「亀裂治癒+過負荷試験」法はセラミックスの品質保証に非常に有効な方法であることが証明された。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2002 2001 2000 1999 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (20件)

  • [雑誌論文] (Crack-healing+proof test):a new methodology to guarantee the structural integrity of a ceramics component2002

    • 著者名/発表者名
      K. Ando 外 4人
    • 雑誌名

      J. of the European Ceramics Society 22・1

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crack-healing behavior under stress and fatigue strength at elevated temperature of crack-healed Si_3N_4/SiC composite ceramics2002

    • 著者名/発表者名
      K. Ando 外 5人
    • 雑誌名

      Key engineering Materials 206-213

      ページ: 819-822

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Static and cyclic fatigue behaviour of crack-healed Si_3N_4/SiC composite ceramics2001

    • 著者名/発表者名
      F. Yao 外 3人
    • 雑誌名

      J. of the European Ceramics Society 21・7

      ページ: 991-997

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ムライトき裂治癒材の疲労強度特性に及ぼす初期き裂寸法と試験温度の影響2001

    • 著者名/発表者名
      安藤 柱 外 5人
    • 雑誌名

      材料 50・8

      ページ: 920-925

    • NAID

      110002292662

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crack-healing behavior under stress of Mullite/Silicon Carbide ceramics and the resultant fatigue strength2001

    • 著者名/発表者名
      K. Ando 外 5人
    • 雑誌名

      J. of the American Ceramic Society 84・9

      ページ: 2073-2078

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crack-healing behavior, high temperature and fatigue strength of SiC-reinforced silicon nitride composite2000

    • 著者名/発表者名
      F. Yao 外 3人
    • 雑誌名

      J. Mat. Sci. Lett 19

      ページ: 1801-1803

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crack healing behavior of silicon carbide ceramics2000

    • 著者名/発表者名
      Jan Korous 外 3人
    • 雑誌名

      J. Am. Ceram. Soc. 83・11

      ページ: 2788-2792

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ムライト/SiC複合セラミックスの亀裂治癒挙動と治癒部の高温強度特性1999

    • 著者名/発表者名
      安藤 柱 外 5人
    • 雑誌名

      材料 48.5

      ページ: 489-494

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 窒化けい素セラミックスの亀裂治癒挙動と治癒材の高温強度特性1999

    • 著者名/発表者名
      安藤 柱 外 4人
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 65・633

      ページ: 1132-1139

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fatigue strength of crack healed Si3N4/SiC composite ceramics1999

    • 著者名/発表者名
      K. Ando 外 3人
    • 雑誌名

      Fatigue Fract. Engng Mater. Struct 22・10

      ページ: 897-903

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ムライト/SiC複合セラミックスき裂治癒材の疲労強度特性1999

    • 著者名/発表者名
      K. Ando 外 3人
    • 雑誌名

      材料 48・10

      ページ: 1173-1178

    • NAID

      110002293643

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crack-healing behavior of Si_3N_4/SiC ceramics under stress and fatigue strength at the healed temperature(1000℃)

    • 著者名/発表者名
      K. Ando 外 6人
    • 雑誌名

      J. of the European Ceramics Society (印刷中)

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] ウエハ支持体およびその周辺部品2001

    • 発明者名
      秋〓〓 外 3人
    • 権利者名
      (株)日本発条
    • 産業財産権番号
      2001-374655
    • 出願年月日
      2001-12-07
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 安藤 柱 外 5人: "ムライト/SiC複合セラミックスの亀裂治癒拳動と治癒部の高温強度特性"材料. 48・5. 489-494 (1999)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 安藤 柱 外 4人: "窒化けい素セラミックスの亀裂治癒拳動と治癒材の高温強度特性"日本機械学会論文集. 65・633. 1132-1139 (1999)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ando 外 3人: "Fatigue strength of crack healed si3N4/SiC composite ceramics"Fatigue Fract. Engng Mater. Struct. 22・10. 897-903 (1999)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ando 外 3人: "ムライト/SiC複合セラミックスき裂治癒材の疲労強度特性"材料. 48・10. 1173-1178 (1999)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] F.Yao 外 3人: "Crack-healing behavior, high temperature and fatigue strength of SiC-reinforced silicon nitride composite"J. Mat. Sci. Lett. 19. 1801-1803 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Jan Korous 外 3人: "Crack healing behavior of silicon carbide ceramics"J. Am. Ceram. Soc.. 83・11. 2788-2792 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] F.Yao 外 3人: "Static and cyclic fatigue behaviour of crack-healed Si_3N_4/SiC composite ceramics"J. of the European Ceramics Society. 21・7. 991-997 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 安藤 柱 外 5人: "ムライトき裂治癒材の疲労強度特性に及ぼす初期き裂寸法と試験温度の影響"材料. 50・8. 902-925 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ando 外 5人: "Crack-healing behavior under stress of Mullite/Silicon Carbide ceramics and the resultant fatigue strength"J. of the American Ceramic Society. 84・9. 2073-2078 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ando 外 4人: "(Crack-healing+proof test) : new methodology to guarantee the structural integrity of a ceramics component"J. of the European Ceramics Society. 22・1. 121-128 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ando 外 5人: "Crack-healing behavior under stress and fatigue strength at elevated temperature of crack-healed Si_3N_4/SiC composite ceramics"Key engineering Ceramics. 206-213. 819-822 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ando 外 6人: "Crack-healing behavior of Si_3N_4/SiC ceramics under stress and fatigue strength at the healed temperature(1000℃)"J. of the European Ceramics Society. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Jan Korous 外3人: "Crack Healing Behavior of Silicon Carbide Ceramics"J.Am.Ceram.Soc.. 83・11. 2788-2792 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] F.Yao 外3人: "Crack-healing behavior, high temperature and fatigue strength of sic-reinforced silicon nitride composite"J.Mat.Sci.Lett.. 19. 1081-1083 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 安藤 柱 他4名: "窒化けい素セラミックスのき裂治癒挙動と治癒材の高温強度特性"日本機械学会論文集(A編). 65. 1132-1139 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ando 他3名: "Fatigue strength of Crack-healed Si_3N_4/SiC Composite Ceramics"Fatigue Fract. Engng. Mater Struct.. 22. 897-903 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ando 他3名: "Crack-healing behavior, high-temperature and fatigue strength of SiC-reinforced Silicon nitride ceramics"J. Materials Science Letters. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 安藤 柱 他5名: "「き裂治ゆ+過負荷試験」によるセラミックス部品の品質保証"第10回破壊力学シンポジウム論文集. 209-213 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 安藤 柱 他5名: "「き裂治ゆ+過負荷試験」によるセラミックス部品の品質保証"材料. (投稿中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 安藤 柱 他5名: "ムライト/SiC複合セラミックスのき裂治ゆ挙動と治ゆ材の疲労強度特性"材料. 48. 1173-1178 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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