| 研究課題/領域番号 |
12650686
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| 研究機関 | 福島工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
佐東 信司 福島工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70090511)
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| 研究分担者 |
内田 修司 福島工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (80185024)
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| キーワード | SiC繊維 / SiC系複合材料 / 高減衰能材料 / CVI法 / PIP法 / 弾性率 / 内部摩擦 / 高温特性 |
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| 研究概要 |
本研究では、これまで未開拓であった高温における高減衰能複合材料(SiC繊維系複合材料)を創製することであり、そのためには高温度域までの内部摩擦測定・弾性率測定の確立を目指すと共に、得られた特性の挙動と微細組織との関連を明らかにし、高減衰能を考慮した材料の指針を得ることである。
本研究における、SiC系複合材料の作製はホットプレス法(HP)、化学気相含浸法(CVI)、ポリマー溶液含浸熱分解法(PIP)等の手法を用いてきた。しかし、構造が複雑な複合材料において高減衰能を得ることはなかなか困難であり、また高減衰能は一般的に弾性率や強度特性と相反する挙動を示している。CVI法で作製した材料が高強度を有していることから、材料作製条件の再検討を行うことで、高温での安定した高減衰能と高強度を共存した材料の創製が実現可能となってきた。CVI法による一般的な材料作製は950〜1000℃の範囲で行っているが、1050℃まで上昇させて作製(1050材)した場合には、975℃で作製した材料(975材)よりも弾性率が約30%上昇した。また、内部摩擦はRT〜1100℃までの温度領域で975材では検出できなかったピークが870℃付近に検出され、このピーク後に再び内部摩擦は上昇傾向を示した。1450℃で熱処理を行った材料の組織と内部摩擦とを検討した結果、SiCの結晶化の進行が認められた。1050材℃の場合には結晶化温度よりも低温であるが、CVI過程でマトリックスが緻密に結晶化して形成されていることを示唆し、結晶化に伴う高減衰能が発現した結果と考えられる。また、曲げ強度は534MPaの高強度を維持することも可能であることが分かった。また、PIP法を用いた場合には材料表面にC原子が露出するため、Si拡散によるSiC層表面改質についても指針を得ることができた。
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