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本研究では、次のような7研究課題を設定し、本課題研究を実施した。
(I)材料の亀裂治癒能力をどのように評価するか?(ii)化学成分系と亀裂治癒能力との関係は?(iii)最適の亀裂治癒条件は?(iv)完全に治癒可能な亀裂寸法は?(v)亀裂治癒部の高温強度特性は?(vi)亀裂治癒部の疲労強度特性は?(vii)亀裂治癒部のクリープ特性は?
2年間に渡る本課題研究により、上記7課題に対して、次のような結論が得られた。(1)亀裂治癒能力の評価は、直径100μmの半円亀裂を完全に治癒できるか否かに置いた。尚、通常の構造用セラミックスでは、この亀裂により強度が50%〜80%低下する。(2)窒化ケイ素では、Si_3N_4/Y_2O_3/SiC系が最も優れた亀裂治癒能力を示した。(3)Si_3N_4/Y_2O_3/SiC系では1100℃〜1300℃の大気中、1時間が最適の亀裂治癒条件であった。(4)完全に治癒可能な亀裂寸法は、Si_3N_4/Y_2O_3/Siが200μmであった。(5)系で、Si_3N_4/Y_2O_3/SiC系では、1300℃以下では大部分の試験片が母材部より破壊した。1400℃でも約600MPaの強度を示した。(6)Si_3N_4/Y_2O_3/SiC系は、1000℃以下では、母材部と同等或いはそれ以上の疲労強度を示した。(7)Si_3N_4/Y_2O_3/SiC系は、1000℃以下では、クリープ現象をさなかった。
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