| 研究課題/領域番号 |
01647511
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
宮田 昇 京都大学, 工学部, 講師 (10026221)
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| 研究分担者 |
福谷 征史郎 京都大学, 工学部, 助教授 (40026208)
神野 博 京都大学, 工学部, 教授 (40025846)
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| キーワード | 破壊 / 破壊靱性 / ISB法 / 靱性向上機構 / マイクロクラッキング / R曲線挙動 / セラミックス / 粒子分散型複合体 |
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| 研究概要 |
粒子分散型セラミック複合体の最も基本的なモデルとして、ガラスマトリックスに粒子が分散した2相複合体を研究対象に選び、複合体構成相間に存在する各種の性質のミスマッチがマイクロクラッキングその他の各種のエネルギ-散逸機構の発現に及ぼす効果を基礎的に追究し、靱性に及ぼす界面効果の解明を試みた。
1.ガラス-アルミナ粒子複合体における破壊機構とR曲線挙動の評価 平均粒径26μmの球状アルミナ粒子をアルミナよりも熱膨張係数をもつソ-ダ石灰ケイ酸ガラスに 30体積%の割合で分散させた2種のガラス-アルミナ複合体を合成した。合成複合体の破壊靱性をISB(Indentation Strength-in-Bending)法により測定し、またそのさいに得られた曲げ強度を押込み荷重に対して両対数でプロットすることにより、R曲線挙動の評価を試みた。その結果、マイクロクラッキング機構が破壊過程中に作用する複合体では明らかな上昇型R曲線挙動が認められること、またこの挙動は理論予測に一致することが分かった。
2.マイクロクラッキング機構に関する基礎的研究 破壊過程中にマイクロクラッキング機構が発現し、その機構を純粋な形で取り出して考察できる複合系として、構成相間に熱膨張ミスマッチのみが存在するガラス-シリカ粒子複合体を選んだ。平均粒径6および26μmの球状シリカガラス粒子をそれよりも熱膨張係数の大きなソ-ダ石灰ケイ酸ガラスに0〜45体積%の割合で分散させた複合体を合成し、破壊靱性、曲げ強度を測定した。分散粒子の増加に伴う破壊靱性の変化を考察し、マイクロクラッキング機構の発現の分散粒子径依存性、この機構による靱性上昇レベルに関する基礎的な知見を得た。
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