インターフェイズ制御による繊維強化金属の耐疲労特性向上機構の提案と検証

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455306
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 香川 豊 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (50152591)
• キーワード: SiC繊維強化Ti合金 / Ti-15-3マトリックス / インターフェイズ / 金属コーティング / 疲労特性 / 界面力学特性 / SCSコーティング / 界面剥離

研究概要

SiC繊維強化Ti-15-3複合材料の耐疲労特性を向上させるために、界面に新たなインターフェイズ(Interphase:中間層)を用いる方法を提案するとともに、実験的に耐疲労特性が向上することを検証した。SiC繊維のSCSコーティング表面にCu/Mo、Cu/Wの二重金属コーティングをPVD法により施した。HIP法を用いてその繊維をTi-15-3マトリックスと複合化した。得られた複合材料の界面力学特性の測定、ノッチレス試験片を用いた疲労試験を行った。その結果、本研究所で用いた二重金属インターフェイズ層により耐疲労特性が向上することが確かめられた。インターフェイズ層の導入により耐疲労生特性が向上する機構は、インターフェイズ層によりSiC繊維表面のSCSコーティング層のSiC繊維からの剥離が防止するためであると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Y.kagawa, C.Masuda, A.Hukusima: "Effect of Reaction Layer on Interfacial Shear Properties and Strength of Fiber in Silicon-Carbide (SiC) Fiber-Reinforced Titanium Alloy Composite" American Soiety for Testing and Materials. 26-42 (1996)
• [文献書誌] S.Q.Guo, Y.Kagawa, K.Honda: "Observation of Short Fatigue Crack-Growth Process in SiC-Fiber-Reinforced Ti-15-3 Alloy Composite" Metallurgical and Materials Transactions A. 27A・Sep.2843-2851 (1996)
• [文献書誌] S.Q.Guo, Y.Kagawa, I.L.BObet, C.Masuda: "Fatigue Damage Evolution in SiC Fiber-Reinforced Ti-15-3 Alloy Matrix Composite" Meterials Science and Engineering. A220. 57-68 (1996)
• [文献書誌] S.Q.Guo, Y.kagawa: "Characterization of Interface Sliding Damage in Fiber-Reinforced Ti-15-3 Matrix Composite by Cyclic Fatigue" Acta Mterialia. 45.6. 2257-2270 (1997)
• [文献書誌] S.Q.Guo, Y.Kagawa, H.Saito, C.Masuda: "Microstructural Characterization of Interface In SiC Fiber-Reinforced Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn Mtrix Composite" Materials Science and Engineering. (1997)
• [文献書誌] S.Q.Guo, Y.Kagawa: "Microstrustural Characterization of The Matrix in The SiC Fiber-Reinforced Ti-15-3 Composite" Metallurgical and Materials Transactions A. 29A. (1997)