| 研究課題/領域番号 |
15560059
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
片桐 一宗 岩手大学, 工学部, 教授 (90029893)
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| 研究分担者 |
笠場 孝一 岩手大学, 工学部, 助教授 (00271841)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | 酸化物高温超電導体 / バルク単結晶 / バルク接合体 / 引張試験 / 圧縮試験 / 曲げ試験 / 強度 / ヤング率 / 高温超電導体 / 3点曲げ試験 / 破壊 / 希土類高温超電導体 / 破壊靭性 / 破壊機構 / 3点曲げ / 引張り試験 / 圧縮強度 / 疲労強度 |
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| 研究概要 |
酸化物高温超電導バルクの小型試験片により機械的特性を評価し、その破壊機構を解明した。
1 破壊靭性:SEVNB試験片を用いたSm系バルクの3点曲げおよび引張り破壊靭性は共に1.0〜1.3MPam^<1/2>であり、c軸方向の切り欠きの場合、a-b面内の潜在微視き裂のため、これに垂直なものに比べて高い。RTから77Kまでの温度低下により破壊靭性は上昇する。
2 疲労強度と3点曲げ強度:Y系バルクの77Kにおける3点曲げ強度は90MPaであり、室温より高く、またヤング率も低温の方が高い。これらはそれぞれバルク試料の上部でわずかに高いことが判明した。77Kにおける応力比0.1の繰返し曲げ試験による5×10^4回の耐久限度は70MPaで曲げ強度の80%となり、繰返し応力による損傷効果を明らかになった。
3 圧縮強度:応力-ひずみ曲線はc軸に垂直な負荷では線形、c軸方向負荷では非線形となり、ヤング率およびポアソン比は、微小き裂の開閉口挙動により、異方性および荷重依存性を示す。c軸方向負荷の圧縮強度はc軸に垂直な場合に比べて大きく、77Kにおけるこの強度は466MPaに達する。圧縮強度は試験片の長さとともに増加するが、c軸に垂直な負荷の場合、太さの4倍を超えるとへき開面に沿う剥離と座屈のため低下する。これらの弾性率および強度はいずれも引張によるものと比べて大きい。
4 接合バルクの引張り強度:大型化を目指しY系バルクの{110}面をErあるいは銀添加Y123焼結体で結晶成長接合したバルクの引張り強度は、14MPaあるいは27MPaであり、被接合Y系バルクの強度46MPaと比べると低い。前者の場合は接合部中央に、また、後者は接合界面から30μm離れた被接合体内にある液相凝固領域が破壊の起点になっており、捕捉磁場の劣化域とも対応するこの領域の制御が強度向上につながることを明らかにした。
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