| 研究概要 |
ホットプレスSi_3N_4焼結体(TSN-2)の室室,1073,1273,1473と1573Kの各温度における3点曲げ強さと破壊靱性値に及ぼすβ相柱状結晶粒配向性の影響について微構造との関係から探求しました.き裂進展面が焼成時の加圧軸と平行及び垂直となるように試験片を採取し,Λrガス雰囲気中で3点曲げ及び破壊靱性の各試験を実施し,高温強度異方性を破面並びにき裂近傍の顕微鏡観察による微構造解析とにより調べました.破壊靱性値は1073Kまでは試験温度上昇とともに漸減し,試験片採取方向に依存する異方性が顕著に現れた.しかし,1273,1473Kでは破壊靱性値とその異方性はともに急減少を示して各試験片間の差はほとんど消失したが,1573Kでは破壊靱性値は上昇に転じ異方性は再び顕著に出現する等の新しい事実を見出しました.成果の一部を日本機械学会・平成7年度材力科学部門講演会[講演論文集,Vol.B[1995),331-332.]で発表しました.
また,今回申請のatom beam thinning用アタッチメント(FAB 11:Atom Tech.Ltd製)を既設の真空排気装置内に組み込んで,試験片の希望領域内からTEM観察用実物薄膜を作製できる装置に改造しました.現在は,温室におけるき裂進展過程でき裂周辺に形成されるプロセスゾーン(PZ)及びプロセスゾーンウェイク(PZW)の微構造を走査型電子顕微鏡(SEM)と透過型電子顕微鏡(TEM)とによって追跡しています.室温下の破壊でもき裂近傍にマイクロクラックの形成や転移を含む結晶粒が存在することが実験的に明らかとなりました.この事実は,脆性材料であるセラミックスの場合でも,室温下のき裂進展で部分的には塑性変形を伴って進行することへの証を与えるものです.以上の成果については研究論文として投稿準備中です.
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