| 研究課題/領域番号 |
63550581
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
無機工業化学・無機材料工学
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
岡本 泰則 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (50101259)
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| 研究分担者 |
林 國郎 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (30027817)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| 研究課題ステータス |
完了 (1989年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1989年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1988年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | セラミックス / クリ-プ / 破壊 / 変形 / ジルコニア / 結晶化ガラス / ムライト / 拡散 / クリープ / クリープ破壊 / キャビテーション / 応力腐食割れ / 粒界クラック |
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| 研究概要 |
酸化物セラミックスの高温変形挙動(クリ-プ変形及びクリ-プ破壊)に及ぼす微構造(粒径、粒界第二相など)の効果について、以下の種々の特徴を持つ材料に対し研究を行った:典型的な単純酸化物としてのマグネシア、超微粒多結晶の超塑性セラミックスとして近年注目されるジルコニア(Y-TZP)、微粒のリチウムアルミノシリケ-トで粒界に残留ガラス相をのこす結晶化ガラス(βスポジュメン)及び耐クリ-プ性高温構造材料として期待される単相ムライト(定比3Al_2O_3・2SiO_2)・焼結助剤を含むマグネシアや結晶化ガラス中の液相は、溶解-析出機構により変形を促進させ高温での塑性加工性を高めるものの、粒界キャビティの発生源としてクリ-プ損傷・破壊の原因となる。したがって、焼結特性の改良などの目的で導入される液相は高温での強度低下を導くのみならず、材料中に変形損傷を導入することにもなる。一方、近年の完成度の高いセラミックスは細かな微構造を持ち、脆性域での破壊強度はかなり高くなっている。しかし、耐クリ-プ(難変形)性という観点からは、粒径依存の大きな変形領域(拡散クリ-プでε〓σ/d^<2-3>、超塑性域でε〓σ^2/d^<1-2>)では、微粒多結晶は好ましくないといえる。単相ムライトは小粒径ながら(1.5μm)変形しにくく、ガラス相をほとんど含まないことからかなりの高温下でも強度が低下せず、高温構造材料として優れた酸化物であることがわかった。ただし、粒径の増大は知クリ-プ性を高めるより、キャビティの発生を導き、その結果クリ-プ破壊強度は低下した。粒径の増大は耐クリ-プ性を高めるより、キャビティの発生を導き、その結果クリ-プ破壊強度は低下した。粒径の増大にともなってキャビティが発生しやすくなることはY-TZPで観察された。種々の微構造を持つ酸化物セラミックスに対して、クリ-プ破壊の前駆現象としてのキャビテ-ションの発生条件を一般化することは難しく、今後この課題を発展させて研究を継続して行きたい。
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