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ガスタービンをはじめとする各種の高温機器の設計において、最近では1000°Cを越す高温に耐える構造用材料がしばしば要求される。このような材料としてセラミックスが注目されているが、高温における衝撃荷重に対する破壊靱性については不明な点が多い。
そこで、本研究ではまず、衝撃力の測定法およびマイクロコンピュータによるデータの動力学的処理などについて検討し、1300°Cまでの高温下でセラミックスの衝撃破壊靱性を正確かつ簡便に計測できるシステムを開発することを第1の目的とする。
また、本計測システムを用いて窒化珪素などの衝撃破壊靱性試験を実施し、破面を電子顕微鏡により詳細に観察して高温下におけるこれらの材料の衝撃破壊機構と衝撃破壊靱性の特性を明らかにすることを第2の目的とする。
本年度は、セラミックスの衝撃破壊靱性値の計測法に関して以下のような予備的研究を行った。
1.衝撃破壊靱性値を正確に評価するためには動力学的な取扱いが必要と考えられるので、この分野におけるこれまでの研究結果を調査し問題点を抽出した。その調査結果を材料(日本材料学会)に発表した。
2.動弾性理論による理論解析を行い、衝撃力および動的応力拡大係数を測定するためにひずみゲージ位置および破形解析法について検討した。その結果を第3回破壊力学シンポジウムで発表した。
3.炭化珪素の3点曲げ試験片を製作し、購入した精密切断器を用いて予き裂を導入する方法について検討を行った。
4.走査型電子顕微鏡を購入し、破面の予備的な観察を行い、セラミックスと金属の破面の相違について検討した。
5.赤外線ゴールド・イメージ炉およびデジタルマルチ温度計を購入し、高温下における衝撃破壊靱性値の計測システムの設計を行った。
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