| 研究課題/領域番号 |
63850163
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| 研究種目 |
試験研究
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
島田 昌彦 東北大学, 工学部, 教授 (80029701)
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| 研究分担者 |
佐藤 次雄 東北大学, 工学部, 助教授 (90091694)
遠藤 忠 東北大学, 工学部, 助教授 (30176797)
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| キーワード | Y-TZP / Y-TZP@Al_2O_3 / Y-TZP@ムライト / 熱衝撃破壊 / 熱衝撃抵抗 |
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| 研究概要 |
イットリア固溶正方晶ジルコニア多結晶体(YーTZP)にAl_2O_3およびムライトを均一分散したYーTZP/Al_2O_3およびY-TZP/ムライト複合体を常圧焼結および焼結体の熱間静水圧加圧(HIP)処理により作成し、それらの機械的性質について調べるとともに、水中急冷法により耐熱衝撃性について検討した。Y-TZPへのAl_2O_3の分散ではジルコニアの粒成長が抑制され、ち密な焼結体が作成されたことから、破壊強度が著しく向上し、耐熱衝撃性も向上した。一方、Y-TZP/ムライト複合体ではち密な焼結体が作成できなかったことより、破壊強度が減少したが、熱膨脹率が減少したため、耐熱衝撃性は改善された。種々セラミックス材料の耐熱衝撃性を同様に評価することにより、水中急冷試験におけるセラミックスの熱衝撃破壊は、水の沸騰を伴う対流電動に基づく熱応力により生起されセラミックス材料の耐熱衝撃性は、破壊強度、熱膨脹率、ヤング率、ポアソン比、熱伝導度および熱伝達係数の関数として表わせることを明らかとした。なお、Y-TZP基複合セラミックスの耐熱衝撃性は、それらの熱物性値から予測される耐熱衝撃性より著しく低かったが、これはY-TZPセラミックスの熱衝撃破壊では、応力誘起の正方晶から単斜晶への相転移による強化機構(Transformation toughening)が作用せず、機械的な破壊強度より著しく小さな破壊応力で、破壊が進行するためであることを見出した。
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