| 研究課題/領域番号 |
11555175
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
落合 庄治郎 京都大学, 工学研究科, 教授 (30111925)
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| 研究分担者 |
北條 正樹 京都大学, 工学研究科, 教授 (70252492)
石川 敏弘 宇部興産(株), 宇部研究所, 主席研究員
石川 敏広 宇部興産(株), 宇部研究所, 主席研究員
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2001年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 9,900千円 (直接経費: 9,900千円)
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| キーワード | 複合材料 / 高靭化 / 強度 / 損傷 / 界面制御 / 縦割れ / ノッチ感受性 / エネルギー解放率 / 高靱化 / 破壊 / 界面剥離 / 多重破断 / 応力伝達 / 金属間化合物 / セラミック / 繊維 / き裂 / 靭性 / 界面 |
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| 研究概要 |
繊維強化金属間化合物およびセラミック基複合材料は、次代の高温材料としてその開発が待ち望まれている。しかしながら、実用化に向けては、なお強度・靭性が不足しており、高靭化および信頼性向上が要請されている。本研究では、これら複合材料の強度・靭性の向上を「き裂進展阻止メカニズム」の導入により実現することを目的として、実験と解析を行った。主な成果は以下のように要約される。
(1)微視的な損傷の集積過程とその結果あらわれる材料全体としての応力-ひずみ曲線、強度、破壊モルフォロジーをかなりの程度まで記述できるモデリングに成功した。この手法により高靭化設計の指標を提供することが可能になった。
(2)切欠先端での縦割れに及ぼす残留応力、試料サイズおよび応力負荷条件の影響を明らかにし、高靭性化のための縦割り現象利用に関する知見を得た。
(3)高温材料として開発に期待がかかっているSic/TiAl複合材料について、界面状態を変えた試料を作製し、界面状態が平滑および切欠強度に及ぼす影響を実験的に把握したうえで、壊れにくくするための要件を明らかにした。
(4)耐熱結晶化ガラスをマトリックスにしたSi-Ti-C-O/BMAS複合材料では、界面炭素層の形成は界面結合を弱くして、切欠強さを上昇させることを示すとともに、切欠を鈍化させる縦割れの臨界エネルギー解放率を初めて約100J/m2と見積もった。
(5)界面制御及び金属の導入による高靭化を目指して、C/C複合材料の空隙部にマグネシウムを高圧鋳造法で充填してC/C-Mg複合材料を作製し、高ヤング率、高強度及び低ノッチ感受性を発現させた。
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