| 研究概要 |
真空鋳造法およびホットプレス法によりタングステンを主繊維とし, モリブデンを第2繊維とする銅基複合材料を作製した. この系を選んだのは過去の研究よりタングステン/銅およびモリブデン/銅複合材料の特性が良く知られているからである. 平滑試験片で引張り試験を行なった結果(i)モリブデン繊維の量を増すと伸びは増加し, また複合則で予想されるより高い値を示す傾向が明らかに認められた. (ii)モリブデン繊維の量を臨界値以上に増すとタングステンは多重破断現象を示すことが明確になった. (iii)タングステン繊維の破断により形成されるクラックによる隣接モリブデンあるいはタングステン繊維への応力集中はハイブリット化により減少した. (iv)モリブデン繊維にボロンナイトライドをコーティングし, モリブデンとマトリックスとの接着性を低下させると, 応力集中は低下したが, 臨界アスペクト比が長くなり, 必ずしも強度を上昇させることにはならなかった. しかし本実験の範囲内では接着性が低下しすぎているためこのような結果になった可能性も残されており, 来年度は接着性を変化させ実験を行う予定である. これらの実験と平行して計算機による応力集中や臨界アスペクト比の計算およびモンテカルロ法によるシミュレーション実験を行なった. 応力集中等の計算にはシア・ラグ・アナリシス法を用いた. この結果, 応力集中は主繊維のヤング率と断面積が大きいほど, また第2繊維のヤング率と断面積が小さいほど, マトリックスの降伏応力や加工硬化係数が小さいほど低くなること, しかし応力集中が低くなると臨界アスペクト比は長くなることなどがわかった. これらの計算結果は上述の実験結果を良く説明する. モンテカルロシミュレーションの結果も実験結果とよく対応した. 現在はこれらの結果をもとにボロン/アルミニウム複合材料のハイブリット化を試みている. この系では界面反応による繊維が問題なので検討している.
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