実用セラミックス材料の高温度下での衝撃強度に関する研究

• 研究課題/領域番号: 61550046
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 野島 武敏 京大, 工学部, 助手 (40026258)
• 研究分担者: 矢富 盟祥 京都大学, 工学部, 助手 (90135541) ; 戸谷 真之 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (90026279) ; 小川 欽也 京都大学, 工学部, 助手 (00026220)
• 研究期間 (年度): 1986
• 研究課題ステータス: 完了 (1986年度)
• 配分額: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1986年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: セラミックス / 衝撃強度 / 高温変形

研究概要

代表的な実用セラミックス(SSA,SiC,YTZ)を用い、高温度下での衝撃試験法を確立する目的で基礎的な研究を行った。現在までに得られた結果をまとめると次のようになる。
【i】)アルミナ試験片を用い、室温,低速度下(0.05〜0.5cm/分)並びに高速(5m/秒)で引張試験を行った。結果は強度のバラツキが大きく、低速及び高速度下での強度の差異を決論づけるには至らない。
【ii】)高温度下で衝撃試験を行う際、荷重測定棒の試験片取付部が高温にさらされる為、棒中に著しい温度勾配が生じ、これによって棒中に弾性定数の勾配が生じる。この為、この勾配を考慮した弾性波の伝ぱの解折なしには、荷重一変位関係を正確には決定できない。この問題を解決する為、一次元弾性波理論を用いて解折を行って、実用に供する際の問題点を明らかにした。
【iii】)高温下での3点曲げ衝撃試験用装置を製作し、2,3の実験を行った。室温と同じように、高温においても実験を行い得ることを確認した。
【iv】)上で述べたように、試験片間の強度のバラツキが大きい為、強度について充分な議論を行うには、大量の試験を行う必要がある。この為、円柱棒状試験片の側面を円筒に接着し引張試験を行う方法を採用した。
【v】)高温度下での簡便な引張試験を行う為、圧縮荷重を負荷して、荷重軸と直角方向に引張破断させる方法を試みた。この方法は極めて良好、且つ簡便な試験法となり得ることが判った。
現在【i】)と【v】)の方法によって得られる強度測定値の差異の厳密な検討、【iv】)【v】)の試験法の確立、及びこれらを超高温度下で遂行することを計画中である。

研究成果

• [文献書誌] 野島,武敏: 材料.