|
前年度の研究で、セラミックスー金属接合部の熱応力特性を明らかにし、熱応力を低減した接合部が得られるようになった。そこで本年度は熱応力の低いセラミックスー金属接合部について機械的時性評価をどのように行うべきかについて検討し以下の結果を得た。
1.アルミナとステンレス鋼をアルミろう材で高温真空ろう付けした接合部の機械的特性評価を曲げ試験により行った。さらにアルミナとアルミナをアルミろう材で接合した接合部についても特性評価試験を行った。熱応力を低減した接合部でも、接合部には何らかの欠陥が含まれ破壊はその欠陥を起点として生じていた。そのため接合部強度はかなり低く、またそのバラツキも大きかった。したがってセラミックスー金属接合部には何らかの欠陥が含まれているのを前提とした破壊力学的手法による特性評価を行うのが望ましいことが明らかとなった。
2.セラミックスー金属接合部のように異種材料接合部にき裂が存在する場合の応力拡大係数はK_IとK_Jが同時に存在し複雑となるので本研究ではJ積分に注目した。そして材料A(ヤング率E_A)と材料B(E_B)を中間層材C(Ec)を用いて接合したモデルを対象にJ積分値を有限要素法を用いて計算した。このような場合のJ積分値はE_B/E_A、Ec/E_A、中間層C材の厚さdの関数として一義的に定められることを明らかにした。そしてこれらの値が与えられた場合のJ積分値が簡単に求められる計算式を導出した。異材接合部のJ積分値は中間層の材質が軟らかく厚さdが厚いほど大きくなる。この傾向より上述の実験結果で中間層の厚さdが大きいほど強度が低くなるという結果を定性的に説明することが出来た。なお定量的検討は今後の問題である。
|
