高靭性複合セラミックスの微視的き裂進展のその場観察による局所破壊靭性の評価

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04650694
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 安田 公一 東京工業大学, 工学部, 助手 (20191306)
• 研究分担者: 田邊 靖博 東京工業大学, 工業材料研究所, 助教授 (70163607)
• キーワード: 複合セラミックス / き裂進展 / 破壊靭性 / その場観察

研究概要

1.高靭性複合セラミックスの作製とそのキャラクタリゼーション
マグネシア,アルミナ,ムライトをマトリックスとする各種の粒子分散複合セラミックスを作製し、そのキャラクタリゼーションを行った。
2.局所破壊靭性に関する理論解析
等価介在物法を用いて、第2相介在物による弾性不均一性や残留熱応力がき裂進展開始時の破壊靭性に及ぼす影響について理論解析を行った。その結果、弾性不均一性よりも残留熱応力の方が破壊靭性に大きな影響を及ぼすことがわかった。
3.局所破壊靭性評価システムの構築
主要設備として購入した高応答性X-Yレコーダを曲げステージに接続し、荷重緩和が測定できるようになった。
4.微視的き裂進展挙動のその場観察
準静的なき裂進展を実現するために、引張りステージに若干の改良を加え、シエブロン切り欠きを有する曲げ試験ができるようにした。また、ガラス及び多結晶アルミナについて微視的き裂進展のその場観察を行った。その結果、ガラスではき裂先端前方に針状の変形領域(幅20μm×長さ250μm)が観察され、プロセスゾーンが従来考えられているような形状でない可能性が示唆された。また、多結晶アルミナでは結晶粒の大きさや配向により、不連続な微視的き裂進展をしていることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] 多々見 純一,安田 公一,松尾 陽太郎,木村 脩七: "アルミナの破壊靭性に及ぼす粒径の影響" 日本セラミックス協会1992年会講演予稿集. 203- (1992)
• [文献書誌] 安田 公一,水流 靖彦,金道 幸宏,松尾 陽太郎,木村 脩七: "MgO焼結体の破壊靭性に及ぼす粒径および第2相の影響(第一報:Al_2O_3添加系)" 日本セラミックス協会学術論文誌. 100. 797-802 (1992)
• [文献書誌] 安田 公一,松尾 陽太郎,木村 脩七: "等価介在物法による破壊靭性に及ぼす弾性不均一性及び残留熱応力効果の解析" 日本セラミックス協会学術論文誌. 100. 1332-1337 (1992)
• [文献書誌] 水流 靖彦,安田 公一,松尾 陽太郎,木村 脩七,安田 榮一: "HgO焼結体の破壊靭性に及ぼす粒径および第2相の影響(第2報:Fe_2O_3添加系)" 日本セラミックス協会学術論文誌. 101. 169-173 (1993)
• [文献書誌] 多々見 純一,安田 公一,松尾 陽太郎,木村 脩七: "アルミナ多結晶体のCSF法による破壊靭性の粒径依存性" 日本セラミックス協会第11回高温材料基礎討論会講演要旨集. 117-121 (1992)