2020 Fiscal Year Annual Research Report
チタンシリサイドをマトリクスとするSiC繊維強化複合材料の創出
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17H03485
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
青木 卓哉 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (40358635)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 克己 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (20337710)
小笠原 俊夫 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20344244)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 長繊維強化セラミックス基複合材料 / シリサイド / 溶融含浸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、1400℃程度の温度域において優れた耐熱性・耐久性を有する実用的な耐熱材料として、チタンシリサイド(TiSi2) 等の高融点シリサイドをマトリックスとするSiC繊維強化シリサイド基複合材料を溶融含浸法により製造する技術創出を目的としている。既存の代表的製造法であるSi溶融含浸法やCVI法で得られるSiC繊維強化SiC基複合材料と比較して、耐熱温度の向上、製造コストと気孔率の大幅低減、耐酸化性の飛躍的な向上を同時に実現することが目標である。
最終年度は、昨年度までに熱力学シミュレーションにより見いだされた、SiCとの反応性が乏しくSiC繊維を劣化させにくい特徴を持つ高融点シリサイドを、繊維強化複合材料のマトリックスに適用した試験片を試作し、材料組織を評価した。また、試作した複合材料の室温と不活性雰囲気中1500℃で曲げ試験を実施して力学特性を評価した。
気孔率30%程度の多孔質の炭素繊維強化SiC複合材料に対して、Si-V-Cr系シリサイドを形成するSi-36at%V-4at%Cr合金を減圧下1700℃×15分間の熱処理により溶融含浸した。この溶融含浸処理は加熱開始から試験片の取り出しまで2日間という短工期で終えることが可能である。得られた複合材料の開気孔率は10%以下となり、主に繊維束の交差部の気孔において緻密なマトリックスが形成できることが確認された。この複合材料の3点曲げ強度は室温では400MPa弱であったが、1500℃では室温以上の強度を示し、かつ高い応力まで初期剛性を維持することを確認することができた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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