ナノ粒子およびウィスカ-分散セラミックス系複合材料の高圧合成

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01420040
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岸 輝雄 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40011085)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長崎 千裕 東京大学, 工学部, 助手 (90180471) ; 相澤 龍彦 東京大学, 工学部, 助教授 (10134660) ; 立澤 清彦 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (70013729) ; 松原 秀彰 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (90167651)
• Keywords: セラミックス / セラミックス複合材料 / ホットプレス / ウィスカ- / 破壊靭性

Research Abstract

1.初年度導入した加圧機能付ホットプレスを用いて、アルミナ、シリコンナイトライドおよびボロシリケイトガラスをマトリックスとし、SiC繊維およびSiCウィスカ-を複合させたセラミックス材料を作製した。作製条件を変えることにより、粒径、粒界強度およびマトリックスとの界面せん断力などの力学的パラメ-タを変化させることに成功した。
2.また作製した材料についての破壊靭性試験における、AE(アコ-スティック・エミッション)および超音波計測を行った。破断の前段階における、主き裂先端付近の微視き裂の三次元発生位置、大きさ、割れモ-ドおよび発生時刻などの特性を定量評価するシステムを確立することにより、き裂進展機構を評価する手法を確立した。
3.作製した材料を試験片に加工して、常温での曲げ試験を行い、抗折力、破壊靭性値を測定した。さらに、ビッカ-ス圧子押込み法および単繊維引張り法により、界面せん断力の評価を行ない、材料の微視的組織におけるマトリックスとの界面強度などを定量的に解析した。また、粒界強度と破壊靭性値に関する理論的考察を行いこれらの関係をシミュレ-トした。そしてこれらの試験値および組織情報と製造条件との関連を明確にし、これらセラミックス複合材料のき裂進展機構と靭性の関係を解明した。

Research Products

• [Publications] T.Kishi,M.Enoki and H.Tsuda: "Interface and strength in ceramic matrix composltes" Materials Science Englneering. A143. 103-110 (1991)
• [Publications] TERUO KISHI and MANABU ENOKI: "Acoustic Emission Source Characterization" Fracture Mechanics. 8. 217-234 (1991)
• [Publications] Terno Kishi: "INTERFACE STRUCTURE AND EVALUATION" Science of Engineering Ceramucs. 451-456 (1991)
• [Publications] Manabu Enoki and teruo Kishi: "Development and Future Aspects汝in AE Source Characterization" Acoustic Emission Current Proctice and Future Directions STP 1077,ASTM. 47-66 (1991)
• [Publications] Manabu Enoki and Teruo Kishi: "ACOUSTIC EMISSION WAVE ANALYSIS IN COMPOSITES" Progressin Quantitative Nondestructive Evaluation. 10B. 1499-1506 (1991)
• [Publications] T.Kishi: "DYNAMIC FRACTURE TOUGHNESS IN CERAMICS AND CERAMICS MATRIX COMPOSITES" Engineering Fracture Mechanics. 40. 785-790 (1991)